乙二醇載冷劑水力特性研究.pdf

1、乙二醇載冷劑目前應(yīng)用的場(chǎng)合越來(lái)越多，無(wú)論是在冷庫(kù)應(yīng)用、空調(diào)機(jī)房、冰蓄冷還是土壤源熱泵或空氣源熱泵中，都會(huì)涉及到乙二醇的應(yīng)用，而不同濃度下乙二醇載冷劑的水力特性是十分重要的，本文通過(guò)對(duì)此問(wèn)題的解決得到相應(yīng)的結(jié)論。本研究是通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究和模擬研究來(lái)進(jìn)行的，首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到測(cè)試管道的粗糙度以及20℃時(shí)不同濃度乙二醇的水力特性,將有關(guān)參數(shù)帶入到模擬程序中，得到不同溫度濃度下乙二醇的水力特性。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴實(shí)驗(yàn)臺(tái)搭建調(diào)試后進(jìn)行通

2、水實(shí)驗(yàn)，選擇DN25和DN40兩種管徑；DN25管中流體流速范圍控制在1.3-2.0m/s，DN40管中流體流速控制在1.1-2.0m/s，根據(jù)測(cè)試和模擬計(jì)算可以知道DN25管徑的相對(duì)粗糙度為0.00563，DN40管徑的相對(duì)粗糙度為0.0359；20℃、DN25管徑時(shí)，測(cè)試范圍內(nèi)水的沿程阻力系數(shù)在0.0336上下波動(dòng)；20℃、DN40管徑時(shí)，測(cè)試范圍內(nèi)水的沿程阻力系數(shù)在0.0624上下波動(dòng)。在同一種管徑的管道粗糙度不變的情況下進(jìn)行三種

3、乙二醇濃度的實(shí)驗(yàn)，并得到沿程阻力系數(shù)隨雷諾數(shù)的變化規(guī)律：DN25管徑，20％濃度乙二醇溶液在雷諾數(shù)從18000到33000時(shí)，沿程阻力系數(shù)值在0.0365上下波動(dòng)，25%濃度乙二醇溶液在雷諾數(shù)從16000到33000時(shí)，沿程阻力系數(shù)值在0.0368上下波動(dòng)，30%濃度乙二醇溶液在雷諾數(shù)從15000到27000時(shí)，沿程阻力系數(shù)值在0.0372上下波動(dòng)；DN40管徑，20%濃度乙二醇溶液在雷諾數(shù)從18000到50000時(shí)，沿程阻力系數(shù)值在0

4、.0624上下波動(dòng)，25%濃度乙二醇溶液在雷諾數(shù)從16000到45000時(shí)，沿程阻力系數(shù)值在0.0644上下波動(dòng)，30%濃度乙二醇溶液在雷諾數(shù)從15000到41000時(shí)，沿程阻力系數(shù)值在0.0661上下波動(dòng)。⑵在測(cè)試?yán)字Z數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行了DN25和DN40管徑時(shí)的金屬軟管局部阻力測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在測(cè)試管道條件時(shí)，金屬軟管的管徑越大它的局部阻力系數(shù)越??；同一金屬軟管中通同一種流體，它的局部阻力系數(shù)不會(huì)隨著濃度變化而改變或是僅僅有微小改變，原因是

5、在測(cè)試濃度范圍內(nèi)，動(dòng)力粘度的改變對(duì)金屬軟管中的能量耗散影響較小；由測(cè)試得到，流體為水時(shí)，DN25的金屬軟管局部阻力系數(shù)可取2.8，DN40的金屬軟管局部阻力系數(shù)可取2.2；流體為乙二醇溶液時(shí)，DN25的金屬軟管局部系數(shù)可取2.8， DN40的金屬軟管局部阻力系數(shù)可取1.7；在設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程，無(wú)論是水或是乙二醇溶液， DN25管的局部阻力系數(shù)可取3.0，DN40管的局部阻力系數(shù)可取2.0。⑶利用實(shí)驗(yàn)和模擬方法對(duì)水和乙二醇溶液在20℃溫度時(shí)的

6、沿程阻力系數(shù)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，較吻合。利用相同模擬方法對(duì)低溫工況進(jìn)行模擬，分別為-5℃時(shí)，工質(zhì)為23.6%質(zhì)量濃度的乙二醇溶液，DN25管中溶液流速范圍為1.3 m/s-2.2 m/s，沿程阻力系數(shù)從0.042降低到0.038，DN40管中溶液流速范圍為1.1 m/s-2.2m/s，沿程阻力系數(shù)從0.066降低到0.065；從-10℃時(shí)，工質(zhì)為32.2%質(zhì)量濃度的乙二醇溶液模擬，DN25管中溶液流速范圍為1.3 m/s-2.2 m/s，沿