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。     

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。     

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。     

凹印机换热器结构性能的优化

目的大幅度优化凹印机的工作性能,为干燥箱提供持续稳定的热源。方法依据流体力学与传热学理论对换热器进行仿真分析,研究翅片管换热器的换热效率与翅片高度、翅片间距、换热管排列方式的映射关系。结果换热器的换热效率随翅片间距的增加而减少,选择3 mm间距时效果较优,较低的翅片高度使换热器结构更加紧凑;在正三角形、转角正三角形、正方形、转角正方形排列方式中,正三角形排列方式出口温度均匀且换热效率最高。结论选取凹印机换热器的结构时尽量选择翅片间距小、翅片高度低、正三角形排列的换热器,为企业选用最优性能的换热器提供理论依据。     

翅片管换热器在析湿工况下的积灰特性及对空气侧压降的影响

空调器室内机多数采用翅片管换热器,会因制冷运行过程中表面析湿而粘附灰尘,导致空气流动阻力增大。本文选用空调器中常用的平直翅片、波纹翅片和开窗翅片作为测试样件,翅片间距范围为1.5～2.2 mm,研究了翅片管换热器在析湿工况下的积灰特性及积灰对空气侧压降的影响。结果表明:翅片表面的析湿量决定积灰程度,析湿液滴分布越密集、液桥数量越多,翅片迎风面的堵塞程度越严重且空气侧压降越大。在相同析湿工况下,具有复杂结构的开窗翅片和小翅片间距更容易积灰并增大空气侧压降,因此降低翅片结构复杂程度并适当增大翅片间距有利于空调器的防尘。在积灰过程中,随着换热器表面粉尘沉积量增加,空气侧压降先增大后保持稳定。     

亲水涂层对翅片管式换热器空气侧性能的影响

为了分析亲水涂层对翅片管式换热器空气侧性能的影响,对干/湿工况下亲水涂层翅片和普通翅片管式换热器空气侧的压降和热阻进行对比试验。结果表明：相对于普通翅片管式换热器,在干工况下,亲水涂层翅片管式换热器空气侧压降略增大,空气侧热阻增大10%左右;在湿工况下,亲水涂层翅片管式换热器空气侧压降减小,空气侧热阻增大4%左右;亲水涂层翅片管式换热器空气侧热阻基本不受空气湿度的影响。     

过冷段翅片管换热器的试验研究

对过冷段翅片管换热器对空气源热泵冷热水机组系统性能的影响进行试验研究。过冷段翅片管换热器通过横向导热和强制对流换热可增大制冷剂液体过冷度，制热工况下，可使系统性能系数COP提高约19％，并有效降低翅片表面结霜。     

亲水涂层对微通道换热器空气侧性能的影响

对微通道换热器进行了亲水表面处理,并对其性能进行了实验研究,分析了亲水处理对微通道换热器湿工况性能的影响。实验表明,亲水处理对换热器性能有利:与无涂层换热器相比,亲水处理换热器换热量最多增大7.0%,压降减小0.7%～18.9%。而随着翅片间距的减小和芯体厚度的增加,亲水处理带来的性能提升减弱。     

低气压下翅片管换热器空气侧传质特性实验研究

本文实验研究了两个具有不同翅片间距的平翅片管式换热器在低环境气压以及析湿工况下空气侧的传质特性,在环境气压为40～100 kPa,换热器入口空气风速为0.5～4 m/s,入口空气相对湿度为50％～90％,入口空气干球温度为27℃,水流速为1.65 m/s的实验工况下,分析了环境气压、换热器迎面风速、翅片间距及入口空气相...     

不同环境参数对SK型翅片管式换热器结霜换热性能的影响

以SK型翅片管式换热器为研究对象,在循环式风洞中对其结霜工况下的性能进行试验研究,研究了入口空气流速和相对湿度等环境参数对SK型翅片管式换热器性能的影响。研究结果表明：结霜工况下,翅片表面未覆盖满霜层时,在雷诺数Re=3602～5509,进口相对湿度？=60%～80%范围内,空气侧对流换热系数随迎面风速的增大而增大,随相对湿度的增加而增加;换热器表面阻力降随着流速的增加而增大,随着相对湿度的增大而增大。实验结果表明,空气相对湿度对SK型翅片管式换热器性能的影响远大于空气流速的影响。     

采用铜铝复合管的翅片管换热器换热性能数值模拟与实验研究

提出采用一种铜铝复合管,用来替代传统的空调室外机换热器用铜管,可降低成本27.8%。首先通过数值模拟研究了Φ7管径的铜铝复合管与铜管翅片管换热器空气侧的传热与流动性能,计算结果表明,在入口风速为2.5m/s的情况下,与采用铜管的换热器相比,采用铜铝复合管的换热器空气侧的压力分布几乎不变,换热量降低3.12%,对性能影响较小。另一方面,对采用该模型的铜铝复合管换热器进行了性能测试,实验结果表明:铜铝复合管换热器换热量为8775W,与铜管换热器9101W相比降低3.58%,满足换热器标准要求。实验结果与数值模拟结果基本吻合,均证明这种新型铜铝复合管对换热器性能的影响不大,可用于空调的制造中。     

小管径椭圆管开缝翅片换热器的数值模拟

对小管径椭圆管开缝翅片换热器空气侧的流动与传热特性进行数值模拟,对影响其换热性能的2个主要参数椭圆管偏心率和开缝翅片开缝错列高度分布进行优化,与传统管翅式换热器换热性能进行比较。模拟结果表明:当椭圆管两轴之比Rx:Ry=2:3(偏心率),开缝高度分布为0.8 mm,0.6 mm和0.4 mm时,换热效果最好。与传统管翅式换热器相比,小管径椭圆管开缝翅片换热器换热系数提高10%~20%,而压降几乎相等,总体换热性能提高。     

圆孔和半圆孔交叉翅片管的传热与流阻性能研究

本文提出一类可用于结霜和灰尘较多场合的新型翅片——圆孔和半圆孔交叉翅片。为了考察这类翅片的性能特征,对9种不同几何参数的单排肋管式换热器样件在吸风式直流热风洞内进行了实验。这些几何参数包括圆孔、半圆孔的直径和位置。通过多元线性回归法将实验数据整理为以雷诺数和换热器几何参数为自变量的j和f关联式。结果表明开孔参数对换热性能有明显影响,而对阻力影响不显著。与平片相比,样片3的平均当量换热系数提高18.3％,节约金属耗材12％。     

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...     

异型管管翅式换热器性能研究

管翅式换热器的翅片优化为研究热点,而对管型的研究较少.本文提出一种与圆管相同水力半径的异型管的设计方法,建立了异型管管翅式换热器空气侧换热的数值计算模型,研究了管型、迎风方向和翅片间距对异型管管翅式换热器性能的影响.结果表明:对于双排的异型管换热器,第一排管大圆迎风,第二排管小圆迎风时,空气流动最均匀,压降最低,是综合...     

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。     

翅片式盘管换热器的设计改进及实验研究

分别从改变翅片厚度和换热管规格2个方面对翅片式换热盘管整体换热性能和成本的影响进行分析和实验研究。结果表明,只减小翅片厚度或减小换热管规格均会导致换热器的整体换热性能下降,若保持相同换热量,则可能需要用更多的换热原材料,而这会导致换热器成本的增加。     

椭圆形套管-管翅式蒸发式冷凝器传热性能实验研究

本文搭建了蒸发式冷凝器性能测试系统,采用控制变量法实验研究了迎面风速、喷淋密度、湿球温度、循环水温度、冷却水流量各参数变化对椭圆形套管-管翅式蒸发式冷凝器传热性能的影响。实验结果表明：该冷凝器实验系统的最佳迎面风速和喷淋密度分别为3.1 m/s和0.005 6 kg/(m·s),冷凝器管外空气压降随迎面风速的增大而迅速增加;随着空气湿球温度升高,冷凝器外传热过程的热流密度(即外热流密度)降低67.5%,而内传热过程的热流密度(即内热流密度)增大47.5%,依靠内传热过程的增强,冷凝器性能良好;随着循环水温度升高,冷凝器的内热流密度降低率高达64.6%,传热性能急剧下降;随着冷却水流量增大,冷凝器的内热流密度大幅提高2.92倍,总热流密度增大21.1%,传热性能显著增强;该冷凝器在低湿球温度、低循环水温度、大冷却水流量的工况下传热性能较优。     

制冷剂-空气热交换器集成式数字化设计软件

为了满足采用同一仿真工具对制冷系统中常用的不同类型的换热器进行仿真,建立了一种通用的制冷剂-空气换热器三维分布参数模型,并据此开发了具有3D交互式图形界面的换热器集成式数字化仿真设计软件HXSIM。HXSIM采用统一的仿真框架对换热器进行模拟,并将翅片管、微通道管翅、丝管和板管划分为四类控制单元。且每个单元均包括制冷剂,空气和管翅(板)三个对象。并根据三个对象的结构特点和传热特性建立了相应的控制方程。为了便于用户使用,在HXSIM中采用OpenGL技术开发了界面友好的3D交互式图形界面。HXSIM对不同类型的换热器都有较高的仿真精度,实验验证表明其换热量的最大预测误差小于10%,空气侧压降的最大预测误差小于1.16 Pa。