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摘要：以R134a为例，基于努谢尔特修正膜理论，建立了水平翅片管外在翅片侧壁和翅片间基管处的层流膜状凝结换热模型。饱和蒸汽凝结时，液膜成为传热的主要热阻，计算单位管长翅片侧壁和基管的换热量，推导平均传系数，运用热阻分离法，推导液膜热阻计算式。计算平均传热系数随温差增大而减小；液膜热阻沿管周向不断增大；与积分解法进行比较，验证模型正确性。该模型基本反映液膜对凝结换热影响。
关键词：替代工质；凝结换热；水平翅片管；液膜热阻
0引言
氟利昂制冷工质广泛应用制冷空调等领域，但对臭氧层有较大的破坏作用，所以研究高效环保的替代工质被国内外学者广泛关注。R134a作为R22的替代工质应用于制冷行业，同时为了强化有机工质的冷凝换热，提高换热效率，强化管在减薄凝结液膜厚度，增加换热面积，提高换热性能起到重要作用，因此对水平翅片管外有机工质的凝结换热研究尤为重。水平强化管外的凝结换热计算模型分为重力排液模型和表面张力排液模型，这些模型都是在Nusselt模型基础上发展起来的；吴沛宜推导了R12、113在水平肋片管外凝结换热准则方程[2]，但是没有给出凝结液膜厚度以及换热热阻的分布情况；20世纪40年代至20世纪末，建立了许多二维表面冷凝换热理论经验模型。在研究纯质饱和蒸汽在一维与常规二维表面单管外的层流膜状凝结换热问题已有完善经验模型，但有机工质与二维表面的组合产生的凝结换热问题仍需要借助试验解决，之前许多的研究都是将肋片侧壁的凝结换热过程看成是无限大竖直平壁上的过程，本文在极坐标上建立肋侧壁上凝结液换热模型，并建立肋间基管处的凝结换热模型，完善了水平翅片管外膜状凝结换热，并导出换热热阻的分布。
1肋侧壁的换热研究
本文按极坐标表示肋侧壁上凝结液膜的运动，凝结液流动模型及极坐标表示，如图1。r为极坐标径向方向；θ为极坐标周向方向；Z为液膜厚度方向；δ为侧壁上液膜厚度，m；hfik为肋片高度，m；tw为肋片壁面温度,℃；ts为饱和蒸汽温度,℃；∅f为非淹没角，°；Rb为基管半径，m；Rt为肋顶半径,m；为肋片顶角的一半，°。
#1与#2管径及肋高等参数相同，肋间距不同，且1#管间距小于2#管间距。基管上沿管子周向方向液膜逐渐增厚，接近凝结液滞留时液膜厚度增加明显，1#管比2#管的液膜厚度薄是由1#管的肋片间距大于2#管的肋片间距，凝结液受到的粘滞力小，更容易排出。对于1#管肋间基管的换热热阻沿圆周角不断增大，因凝结换热的热阻主要是凝结液膜产生的，且温差大时凝结液膜厚度较小，热阻更小，图6所示。
5结论
本文建立了有机工质在肋片侧壁以及肋间基管上的凝结液膜厚度及换热系数的数学模型，并得到肋片侧壁及基管上的液膜以凝结换热系数分布规律，为强化有机替代工质在肋片管外的凝结换热提供一定理论指导。
参考文献
[1]吴沛宜.氟利昂12、113在水平肋片管外冷凝放热的准则方程[J].西安交通大学,1979,1(3):1-10.
[2]彭海涛,李芳明,李妩等.R22饱和蒸汽在水平双侧强化管外凝结换热的实验研究[J].西安交通大学学报,1997,31(2):51-56.
[3]黄庆达.N-S方程在不同坐标中的直接导出[J].天津理工学院学报.2000,16(4):20-24.
作者简介:
白建辉：男，助理工程师，集控运行；联系地址：河北唐山海港开发区王滩电厂。