百叶窗翅片管式换热器换热性能分析

针对市场上常用的百叶窗翅片管式换热器,为了确定翅片密度、管排数以及进口空气相对湿度对空气侧特性的影响,对6种结构参数的换热器进行试验研究,采用无量纲化的传热因子和摩擦因子分别衡量空气侧的换热和压降特性。结果表明,翅片密度越大,传热因子越小,翅片密度对摩擦因子的影响在空气干、湿工况下有所不同;管排数越多,传热因子越大,摩擦因子越小;传热因子和摩擦因子均随进口空气相对湿度的增大而增大。     

微通道换热器非对称式百叶窗翅片性能研究

针对汽车热泵空调中最常用的传统对称式百叶窗翅片换热器存在的换热不均匀、风阻较高问题,本文提出6种非对称式百叶窗翅片结构。采用STAR-CCM+软件对非对称式百叶窗翅片结构进行数值模拟,研究对应的4种工况下的换热器内部温度场和压力场的变化特性,并计算得出各个翅片的传热因子j和阻力因子f曲线。研究结果表明：尽管新型非对称式百叶窗翅片B3组的换热量稍有下降,但对风阻的降低效果显著,在气流进口速度为4.5 m/s时,阻力因子f减小31.9%,且整个翅片的换热更加均匀,在整个翅片上不存在换热明显集中的部位。对新型翅片进行实验研究的结果表明,实验结果和仿真结果的误差集中在10%以下。     

采用窗片的5 mm管换热器在湿工况下换热性能的实验研究

在湿工况下,对11个采用百叶窗翅片的5 mm管换热器进行了实验研究,并分析了翅片间距、进口空气相对湿度等因素对空气侧换热性能的影响。研究结果表明:换热量随翅片间距的增加而减小,且比7 mm管或更大管径换热器更明显;换热量受进口空气相对湿度的影响小;在翅片底部出现水桥,而在7 mm管或者更大管径换热器中不曾出现。根据实验数据开发了预测5 mm翅片管换热器换热性能的j因子关联式,误差在士20%以内。     

空气冷却器空气侧百叶窗翅片强化传热性能研究

对跨临界CO2空调系统中空气冷却器空气侧的百叶窗翅片建立流固耦合的三维模型并进行数值模拟,结果表明传热和阻力特性与实验关联式吻合较好;开发新型弧形百叶窗翅片,并对不同窗翅角度和弧度的弧形百叶窗翅片进行数值分析,发现新型弧形百叶窗翅片的换热特性与压降特性较一般的百叶窗翅片都有增加,平均表面传热系数增加幅度高达9．47％,平均压降增加最大幅度为3．2％,可见新型弧形百叶窗翅片传热元件具有良好的综合传热性能。     

凸环翅片及其在热泵型空调器中的应用

提出一种应用于热泵型空调器的凸环翅片结构。通过CFD模拟,分析波纹翅片、开缝翅片和凸环翅片的传热性能,对翅片进行优化设计。换热器能力测试显示,凸环翅片管式换热器的换热能力,在冷凝工况和蒸发工况下,分别比波纹翅片管式换热器提升3%~5%和2.5%,比开缝翅片管式换热器降低0.8%和0.5%。空调整机测试结果显示,采用凸环翅片管式换热器可实现用单排换热器替代1.5排或2排换热器,降低换热器成本的效果。     

两种不同类型的光滑波纹翅片管换热器空气侧性能及关联式研究

本文对两种不同类型的光滑波纹翅片管换热器进行了空气侧换热及阻力性能的实验研究,分别以Colburn换热因子和Fanning摩擦因子表征空气侧换热及阻力特性,对比分析了翅片形式对光滑波纹翅片类型的空气侧性能影响,发现当雷诺数大于5 500时,两种换热器换热因子j相差6. 4%以上,摩擦因子f相差7. 8%;同时,验证了3种不同类型的换热实验关联式对光滑波纹翅片类型的预测情况,结果表明现有关联式预测偏差较大;运用多元线形回归方法拟合得到新的换热及阻力实验关联式,平均相对误差分别为1. 59%和6. 75%,误差分布均匀,预测精度明显高于现有关联式。     

攻击角对涡产生器式圆管板式翅片强化传热的影响

利用萘升华传质／传热比拟实验方法，研究了翼形涡产生器攻击角的变化对圆管板式翅片换热和阻力的影响，分析了涡产生器式叉排圆管式翅片管换热器在不同翼形涡产生器攻击角下的传热与阻力特性，并应用传热因子对换热器板芯结构做了综合评价。     

翅片结构参数显著性影响分析及最优化

建立百叶窗式热交换器空气侧三维稳态对流换热数学模型,对不同几何特征参数的百叶窗式翅片进行了流动和换热数值模拟,采用j因子、f因子和JF因子分别对传热效率、流动性能以及综合性能进行评价。研究发现,百叶窗翅片的几何特征参数中百叶窗角度θ、百叶窗间距Lp、翅片间距Fp、翅片厚度δ、对流动换热性能影响程度较大,选取这四个因素进行正交试验,得出翅片的最优结构参数。最优模型与基础模型相比,f因子降低了7.7%,j因子的值增幅为11.3%,JF综合评价因子的值增幅达到14.1%,表明优化后的翅片结构可以在压损增加较小的前提下有效的提升换热性能。     

三种常见的翅片型式对翅片管式换热器性能的影响

针对市场上常见的波纹片型、百叶窗片型以及桥片型翅片管式换热器,为了确定翅片型式对空气侧换热和压降性能的影响,对每种片型的3种翅片间距的换热器进行试验研究。结果表明:在干空气工况下,同一风速时波纹片型换热器热阻最大,百叶窗片型换热器热阻次之,桥片型换热器热阻最小,而换热器空气侧压降与热阻的变化趋势相反;在湿空气工况下,同一风速时,3种片型换热器的热阻变化趋势同干空气工况一致,百叶窗片型和桥片型的换热器空气侧压降接近,波纹片型的换热器空气侧压降相对较低。     

水-空气翅片管换热器实验研究与数值模拟

通过对翅片管式换热器的设计和实验研究，得出了该换热器的性能曲线，此外还对换热器内部流场和温度场进行了三维数值模拟计算。从实验和模拟结果分析可知，实验所得传热因子j较模拟结果有12％范围内的减小，而阻力因子，有4％～16％的增大；翅片间距和管排密集度对翅片管换热器性能影响很大，减小翅片间距和增大管排密集度均能增强换热器的换热效果，但压力损失也明显增加。     

翅片管式换热器与微通道换热器腐蚀对比分析

通过对铜铝翅片管式换热器和微通道换热器进行腐蚀研究,对比分析腐蚀对换热器形貌、传热和空气流通阻力的影响。结果表明,经过1 250 h腐蚀试验后,翅片管式换热器主体完好,但边板处的翅片腐蚀严重并出现脱落,而微通道换热器局部区域的翅片脱离扁管,出现翅片粉化现象;腐蚀引起换热器的传热性能下降,720 h时这2种换热器的换热量衰减程度接近,1 250 h时微通道换热器的换热量衰减程度明显大于翅片管式换热器;腐蚀引起换热器的空气流通阻力增大,微通道换热器的风阻增幅明显高于翅片管式换热器。     

翅片管式换热器换热与压降特性的实验研究进展--关联式

概述目前国内外空调制冷行业中的普遍采用的几种不同翅片类型(平直翅片、波纹形、条缝形翅片、百叶窗形翅片)的换热及压降实验关联式及其影响因素，并对翅片的性能评价指标进行了介绍。正确地选用实验关联式及性能指标，将对翅片管式换热器的优化设计及其制造提供可靠的依据。     

翅片结构对翅片管换热器积灰与压降影响的实验研究

积灰对具有不同翅片结构的翅片管换热器均会造成长效性能的衰减。本文搭建了换热器积灰可视化实验台,研究了翅片结构对积灰量及积灰后空气侧压降的影响。测试样件的翅片类型包括平直翅片、波纹翅片和开窗翅片;翅片间距范围为1.3~1.8 mm。实验结果表明:开窗翅片管换热器表面最容易沉积粉尘并增大积灰后压降,与平直翅片相比,波纹翅片和开窗翅片表面粉尘沉积量分别提高了25.6%和52.8%、积灰后压降增量分别提高了44.4%和165.6%;对于开窗翅片,小翅片间距有利于积灰并增大积灰后压降,与翅片间距1.8 mm的样件相比,翅片间距1.5 mm和1.3 mm的样件表面粉尘沉积量分别提高了26.2%和43.2%、积灰后压降增量分别提高了24.1%和49.4%;在积灰过程中,随着粉尘沉积量的增加,翅片管换热器空气侧压降先增大后保持稳定。     

微通道换热器翅片结构优化

采用STAR-CCM+软件中的共轭传热模型对微通道换热器空气侧的流动及换热进行仿真,并利用试验结果对仿真结果进行验证,表明仿真模型的准确性可以满足工程设计要求。改变翅片开窗角度和开窗数进行仿真,结果表明,翅片开窗角度为45°且开窗数为14个时,微通道换热器空气侧换热量最大,压降相对较小。     

空气侧结构对多元微通道平行流冷凝器传热流动性能的影响

建立了多元微通道平行流冷凝器的稳态分布参数模型,与实验对比验证了模型的正确性。利用所建立的模型,研究了翅片高度、翅片间距、百叶窗开窗间距、百叶窗开窗角度变化对多元微通道平行流冷凝器传热和流动性能的影响。结果表明,随着翅片高度的增大,换热量逐渐增大,空气侧压降逐渐减小;随着翅片间距或者百叶窗开窗间距的增大,换热量和空气侧压降都是逐渐减小;随着百叶窗开窗角度的增大,换热量和空气侧压降都是逐渐增大。     

波纹和百叶窗型表冷器空气侧换热性能的实验研究及分析方法

本文对方形组合式空调机组翅片管换热器空气侧的换热性能进行了实验研究和计算模型分析。将分布参数法（TTM）和创新的分排参数法(RDDM)拓展到方形组合式空调机组制热工况的实验数据处理中,分析翅片管换热器空气侧的换热性能,并与传统的ε-NTU法、集中参数法（LMTD）对比,4种方法计算的j因子和传热系数h偏差均在10%的范围内;基于分排参数模型,研究不同翅片形状、不同翅片间距、不同管径和不同翅片管排数下,传热因子j的变化情况。结果表明：j随Re增加逐渐减小,Re从3 000增至6 020,j下降了25.6%。相同Re下,开窗翅片比波纹翅片的j大,并随着Re的增加两者之间的最大偏差从26.3%缩小为8.3%。j随翅片间距和管径的增大而增大,随着管排数增加而降低,8排管时j急剧降低至约0.008。     

筒型翅片管换热器空气侧换热模型分析与实验

本文对筒型翅片管换热器的空气侧流动特点进行了理论分析,基于现有换热模型提出了一种能够反映筒型翅片管换热器结构特点的集中参数形式的换热因子关联式。通过实验对比了筒型和普通型的换热因子,对理论分析进行验证,结果表明:现有换热模型对筒型翅片管换热器的预测误差较大,平均相对误差达到81.16%;对传统换热器预测较准,平均误差为7.53%;使用本文实验数据拟合后的新关联式对筒型换热器平均相对误差仅为8.86%,对传统换热器平均误差为8.80%,且误差分布均匀,大幅提高了关联式对筒型翅片管换热器的预测精度,也保持了对传统换热器的预测精度。     

带亲水层波纹翅片管换热器空气侧特性的参数影响分析

为了确定翅片间距、管排数和入口空气相对湿度等参数对析湿工况下带亲水层波纹翅片空气侧特性的影响，对7个带亲水层的波纹翅片管换热器进行了试验研究，并分别以Colbum换热因子和Fanning摩擦因子来反映空气侧换热和压降特性。结果表明，换热和摩擦因子都随着翅片间距的减小而增大。换热因子随着管排数的增加而减小，而摩擦因子受管排数的影响不显著。当入口相对湿度增大时，换热因子增大，而摩擦因子则几乎不变。入口水温越低，则入口空气相对湿度对换热因子的影响越显著。     

单一金属高螺纹翅片管换热器的探索与实践

通过对管壳式换热器几种常见翅片管的结构特点、换热性能和制造经济性进行分析比较和研究,研制出传热效率更高、结构更紧凑、制造成本更低廉的新型换热元件——单一金属轧制的高螺纹翅片管;提出了传热学意义上最佳翅片截面轮廓线的通用解析式。通过生产实践与不断改进,形成了一组高螺纹翅片管系列产品,并成功地应用于为透平压缩机配套的大中型管壳式换热器。     

翼高对涡产生器式扁管板式翅片强化传热的影响

利用萘升华传质/传热比拟实验方法,研究了三角翼形涡产生器翼高的变化对扁管板式翅片换热和阻力特性的影响,分析了涡产生器式顺排扁管板式翅片管换热器在不同涡产生器翼高时的传热与阻力特性,为换热器设计提供了一定的理论依据.