基于R410A的板式换热器两相仿真计算模型

    目前，板式换热器在制冷空调领域得到了越来越多的使用。但是，其复杂的换热与压降特性阻碍了设计与研究人员开发效率。目前，对板式换热器的研究多集中在单 相流体，两相流体的换热与压降特性分析还很少，仍然没有形成比较通用可靠的模型。文献中，针对特定区间提出了一些关联式，但是都有很大的使用局限性，不能 很好地推广。因此，得到通用的精确的两相模型，对提高设计效率，尤其对板式换热器系统仿真过程的稳定性与精确性起着决定性作用。

    板式换热器的性能分析主要集中在换热与压降两个部分。换热部分由于其复杂的流动特性，很难掌握影响因素及影响程度，所以合理的实验设计及模型的总结成为研究板式换热器的必要手段。时，流动阻力直接影响其应用，板换内压力分布和阻力特性也十分必要。

    文中用制冷剂R410A，所有物性参数来自Reprop6.0。与R22和R134A相比，R410A是一种混合工质, 但在大气压力下温度滑移仅0.04ºC[1]。它有着更高的液相导热系数、更低的粘度，所以有着更好的传热性能。同时，R410A的压降梯度只有 R134A的一半，所以同样条件下压降更小[2]。蒸发换热模型利用上述R410A的性质，总结Yan and Lin模型在以R410A为制冷剂的局限性，从而提出了基于R410A的两相换热模型。

     1   实验台简介

    实验过程中所用换热器基本尺寸如表1所示。

    实验过程有三个部分组成：冷媒系统、热媒系统和测量系统。其中，为了控制测量系统中换热器主要参数的稳定，需要冷媒侧和热媒侧的控制来实现。如图1所示。

    冷媒系统通过热泵蒸发器来实现冷却过程，由循环泵、被测换热器的一侧、冷水机组构成一个闭式循环系统。热媒系统由热泵冷凝器和被测换热器的另一侧组成闭式 循环系统。测试前，检查设备、管线以及测量仪表的可靠性；开始运行后，排净设备内的不凝汽并调节至测试工况；在测试工况下稳定运行30分钟后，按以下要求 进行测试：

    1)保持蒸发温度及水侧5℃温差不变，改变水侧进口温度，以此获得不同水流速下的换热特性；

    2)保持水侧进口温度及温差不变，改变蒸发温度，以此获得不同蒸发温度下的换热特性；

    3 )保持蒸发温度、水侧进口温度及温差不变，改变过冷度，获得不同过冷度对换热性能影响。

    2   换热模型

    2.1 冷凝器模型