管外空气侧换热系数比管内R134a沸腾的高？——制冷实验中的问题讨论

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我的一个研究生复活节要到德国来跟我一起做R134a在板式换热器中的凝结和沸腾实验，手续办得相当顺利，明后天机票也可以订好了。天上掉馅饼的事情虽然是小概率，但却也经常发生。这也是其中一例。

言归正传，昨天，同事问我，是否有可能管外空气侧换热系数比管内R134a沸腾的高？

实验装置是空调制冷机组，R134a在套片管表冷器的管内沸腾，管外翅片侧是空气。采用的是电子膨胀阀，由计算机控制，可以根据实验需要人为调节制冷剂流量。

她在做实验时发现，当改变R134a的流量时，制冷量发生明显变化，但如果改变空气的流量，制冷量的变化很小。

她认为，管内流动沸腾，换热系数随制冷剂流量的增加而增加，同样，管外空气强迫对流换热系数也随空气流速的增加而增加。当增加制冷剂流量，从而提高了制冷剂侧的换热系数时，总换热量明显增加；但增加空气流速，从而提高空气侧的换热系数时，总换热量却没有明显改变。这说明，换热热阻主要是在管内侧，即，管外空气侧换热系数比管内R134a沸腾换热系数要高得多。

现在请你来为她做解答，答案不加密，我将根据讨论的深度给予评分（注意，对于相同内容的正确回答，评分只给先发帖的，所以请不要轻易修改，把答题时间推后）。

磁铁

我捣乱来了，看晕了，根本不会

yzh_nj_china

没有学过，关注此贴，学习探讨一下新的知识。
    看到题目，不知道R134a是什么？
    R134a是个制冷剂（刚知道），空调的制冷原理就是通过R134a的低压膨胀吸热，这是就是流体的R134a 跟外面的空气进行强制对流换热，然后达到外面的空气变冷。
    看到题目，不知道制冷量是什么？
    查了下，原来是能量，即由于制冷剂蒸发（汽化）吸热冷凝（液化）散热过程中带走的热量。（感觉就是book老师说的那个总换热量）
    回到问题：
    通过实验得到：当改变R134a的流量时，制冷量发生明显变化，但如果改变空气的流量，制冷量的变化很小。
    不从传热学的角度，从能量的角度说，就是在改变制冷剂的流量的时候，汽化发出的能量可以说是直接的制冷量的一部分，而改变空气流量的，对这个制冷过程没有影响，所以制冷量改变不大。
  
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    不过是刚看，所以可能上面的都是错了，向大家学习，下一步，如果继续我会关注有关空气，换热系数等对制冷量的影响。

醉乡常客

因为我不是制冷专业的，百度结果——http://knology.chinaccm.com/phrase-2006072112125100458.html，需要再明确一下的问题：制冷量是按照R134的蒸发量计算的吗？

解答思路：
一般来说，沸腾和强化了的空气换热时，主要热阻还是应该在空气侧，基于上述实验现象，我觉得应该先考查改变制冷剂或空气流量的时候，传热温差有没有显著变化，是否与“制冷量”的变化成比例。如果温差无显著变化，再去考虑传热系数问题。

hanvool

我在这方面的知识几乎是空白的，只知道R134a在制冷行业里面起冷媒的作用。纯热心提供R134a的物理化学性质给各位专家参考一下。

不太明白制冷的实际过程。只能猜测一下。

个人认为，当管内制冷剂流量增大，其蒸发量必然增大，从而引起制冷量增加。也就是说，制冷量的增加主要的不是由于流量加大→对流加剧→管内换热系数变大所致。

所以，不能因此认为管外空气侧换热系数比管内R134a沸腾的高。

至于空气流量改变后制冷量几乎不变，这说明空气侧传热热阻已经接近极限。

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我们考虑一根传热管，管内是冷水，管外热空气吹过，把热量传给冷水，从而使温度下降。

为简单起见，设管壁很薄，所以管内外的换热面积近似相等。根据传热学的基本传热公式，

Q=k A dtm

其中，Q是传热量，A是传热面积，dtm是平均传热温差，而k称为传热系数，

1 / k = 1 / h_in + 1 / h_out

h_in 是管内换热系数，h_out 是管外换热系数，对于本问题，设 h_in = 5000 W/m2K， h_out = 200 W/m2K，那么就有 k = 192 W/m2K。

设提高水的流速，使得 h_in = 10 000 W/m2K，这时，k = 196 W/m2K。为简单起见，设 水的流速变化造成的 dtm 变化不大，我们看到，代入传热计算式，Q只增加了 2%。

现在反过来，提高空气流速，使得 h_out = 300 W/m2K，这时，k = 283 W/m2K，提高了 47%，因此，传热量有了显著提高。

这说明，如果改变一侧流体流速，从而显著改变了总的换热量，就表明改变了流速的这一侧的流体有较大的换热热阻，即，有较小的换热系数 h。

把这个结论用到制冷机组上去，就可以根据实验所反映出来的现象认定，改变制冷剂流量（流速相应变化），从而显著改变了总的换热量，就说明，改变了流速的这一侧的流体有较大的换热热阻，即，有较小的换热系数 h；而改变空气流速，总的换热量没有多大变化，就说明，改变了流速的这一侧的流体有较小的换热热阻，即，有较大的换热系数 h。

那么上述分析中什么地方错了呢？

有制冷专业的，一眼就看穿了，没有制冷专业知识的，就需要逻辑推理了。

大前提——小前提——结论。既然结论是错的，那么，必然有某个前提错了。

hypersurface

我觉得平均温差不能近似为不变

f117a

热传递中传导,对流,辐射的区别


传导:高温物体和低温物体(要接触) 传导热从物体温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分，叫做传导。
对流:液体和气体(固体不行)
辐射不许要媒介) 辐射热由物体沿直线向外射出，叫做辐射。 用辐射方式传递热，不需要任何介质，因此，辐射可以在真空中进行。