HCFCs类制冷剂具有较高的GWP且ODP不为0,大量使用会引起全球变暖和臭氧层空洞。此前,R22作为HCFCs的代表工质,在制冷空调与热泵领域被广泛使用。R290是R22的典型替代工质之一,热力性质优良。

为了更加安全与高效地在蒸发器中应用R290,对它的传热特性进行探究十分必要。本文以家用空调中最常用的翅片管式蒸发器为应用背景,对R290在9.52mm外径的水平光管内流动沸腾换热特性进行数值模拟研究。分析了管内流型、质量流量、热流密度对管内换热、压降与综合换热性能的影响。

蒸发温度为0℃,质量流量为60kg/（㎡·s）-360kg/（㎡·s）时,管内相变换热模拟结果与实验结果吻合良好。相变过程平均换热系数值与实验值的平均偏差为8.8%,压降值与实验值的平均偏差为22.7%。模拟得到的管内流型与Baker流型图较为吻合,饱和液体工质从入口处流动到出口处,依次得到了泡状流、块状流、弹状流、拉长弹状流和搅拌流。