多元平行流冷凝器数值模拟

介绍了多元平行流冷凝器的结构特点和前人的研究成果,对平行流冷凝器的流动和传热特点进行了深入分析,在此基础上运用分布参数法建立了稳态数学模型,对某种规格的平行流冷凝器在一定工况下数值模拟,计算得到不同迎面风速下平行流冷凝器流动换热情况。结果表明,多元平行流冷凝器在冷凝换热时较常规换热器具有显著优越性,迎面风速对冷凝换热的影响存在一个临界范围。     

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。     

微通道平行流冷凝器两相流传热和压降的修正方法

本文通过建立以R134a为制冷剂的微通道平行流冷凝器的分布参数模型,使用交复检验非线性法对微通道冷凝器两相区的传热和压降关联式进行修正,并与无修正的仿真模拟结果、传统简单多项式拟合修正法的结果进行了比较。结果表明,运用交复检验非线性法修正的效果要优于无修正及传统简单多项式拟合法,使用前者修正后可将换热量误差减少64. 5%,均方误差控制在3%以内;制冷剂侧压降误差减少82. 05%,均方误差控制在10%以内,该方法为换热量和制冷剂侧压降的修正提供了一种预测精度更高的思路和方法。     

车用多元平行流冷凝器热力性能及流程布置仿真研究

采用分布参数法建立车用多元平行流冷凝器仿真模型,模拟2种流程布置的冷凝器换热和流动特性,仿真结果表明:与试验结果相比,冷凝器换热量的模拟结果偏差不超过±5%,空气出口温度偏差不超过±10%,制冷剂出口温度偏差不超过±15%,说明仿真模型能够较好地预测多元平行流冷凝器的换热和流动特性。通过50种流程布置方案仿真计算结果发现:车用多元平行流冷凝器的流程数不宜过多,一般以不超过5流程为宜,且最优化的流程布置方案更可能出现在流程数较少的情况下。     

家用空调器中平行流冷凝器翅片参数对空气侧传热流动性能的影响

为了推广平行流冷凝器在家用空调器中的应用,根据经验传热及压降关联式,采用数值模拟的方法,研究家用空调器中平行流冷凝器翅片参数对其空气侧传热流动性能的影响规律.结果表明:适当减小平行流冷凝器的翅片高度和翅片间距,可提高其换热系数、增加压降,保证其换热性能变化较小.     

平行流冷凝器应用于食品冷藏柜的实验研究

新型单、双排平行流冷凝器应用于冷柜制冷系统中,并与原管片式冷凝器冷柜制冷系统进行对比实验分析。结果表明,应用单、双排平行流和管片式冷凝器的冷柜制冷系统分别在充灌量为550g、650g和800g时,周期内压缩机平均功耗最小,其中双排平行流冷凝器周期内压缩机平均功耗最小,单排平行流和管片式冷凝器相当。平行流冷凝器的空气侧换热性能明显优于管片式冷凝器。实验所用单、双排平行流冷凝器仅为管片式冷凝器换热体积的四分之一和二分之一,将平行流冷凝器应用于冷柜系统中将有利于解决冷柜冷凝器在恶劣环境下运行换热量不足的问题和降低成本费用。     

平行流冷凝器在12m客车空调中的应用研究

设计了平行流冷凝器,对12m客车空调的管片式冷凝器实现整体替代.在标准空调工况进行的焓差法对比性能实验表明:制冷量Q和能效比EER都略有提高,技术指标满足设计要求.替代后,冷凝器的质量减轻30kg、尺寸减少40%,制冷剂R134a的充灌量减少16%,推进了客车空调系统的轻量小型化,成本效益显著.同时,发现平行流式冷凝器制冷剂侧流动阻力相对于管片式明显增大.     

汽车空调冷凝器性能模拟与试验研究

建立了R134a平行流式和管带式冷凝器的稳态分布参数模型,分析对比了两种冷凝器制冷剂侧换热和压降沿流程的变化情况,讨论了迎面风速和环境温度变化对两种冷凝器换热和流动性能的影响;模拟和试验结果表明,平行流式冷凝器换热能力较管带式提高约30%,而制冷剂侧压降是管带式的20%～30%。模拟结果为汽车空调冷凝器的设计和优化提供依据。     

全铝钎焊式平行流冷凝器性能对比试验

对6种全铝钎焊式平行流冷凝器进行冷凝换热性能对比试验,与双排9.52mm翅片管换热器进行对比,得到风阻、冷凝能力和综合冷凝能力对比试验曲线。对比结果表明：全铝钎焊式平行流冷凝器具有较高的综合冷凝性能和单位体积换热量,部分规格的平行流冷凝器的单位迎风面积的冷凝能力高于对比用翅片管换热器。     

基于六流程微通道冷凝器的空调样机实验研究

采用6流程40扁管微通道冷凝器试制了一台6kW窗式空调样机,在标准焓差实验室提供的T1工况,T3工况和T3最大工况等三种工况下实验研究了该样机的性能,结果表明:在T1工况下与采用传统翅片铜管的样机相比,制冷量提高了4.27％约254W,输入功率减少了204W,而能效比则提高了12.32％,达到了2.28,可见,采用微通道冷凝器能够明显提高空调系统的容量,降低能耗,提高空调效率;T3工况和T3最大工况下该空调样能够保持正常运行,表明该空调样机配置合理,且满足T3类型炎热气候地区的要求.     

波纹填料在蒸发式冷凝器中的流场与传热特征分析

本文利用CFD软件对蒸发冷凝器中波纹填料间的气流速度、压力、温度以及含湿量进行了模拟计算,分析了不同填料间距、进口气流速度、喷淋水流量对空气含湿量、进出口压差、填料表面传热系数变化的影响,并将模拟结果与实验数据进行对比,两者误差在5%以内。结果表明:随着填料间距增大,填料出口处空气含湿量先增加后减少,进出口压差从900 Pa降为50Pa;当进入填料的气流速度变大时,表面传热系数随之变大,出口空气含湿量从24 g/kg减少到23 g/kg;喷淋水流量增加,出口空气含湿量从23.1 g/kg升至24 g/kg,表面传热系数则从15.2 W/(m2·K)减为14.6 W/(m2·K)。填料间距选择为6 mm,气流速度设置为2 m/s以及喷淋水流量为0.025 kg/s时,空气和冷却水间的热质传递效果最好且机组能耗低。     

CO2微通道气冷器流量分配和换热特性的数值模拟及验证

本文建立了CO_2微通道气冷器集流管和微通道扁管两部分的物理模型并进行网格划分,模拟研究了扁管插入集流管深度f分别为4、5、6 mm和入口管在集流管1/6、1/2位置处对质量流量分配的影响,实验验证了CO_2微通道气冷器扁管壁面温度分布。结果表明:当f为4 mm、入口管位于集流管1/6处时,质量流量分配最均匀,此时不均匀度为0.4×10~(-3);模拟扁管内CO_2换热特性发现随着CO_2质量流量的增加,扁管换热量增加,流量由2.3 kg/h增至2.5 kg/h,换热量提高了21.4%;当质量流量一定时,CO_2的出口温度随着CO_2入口温度的升高而升高,在不同CO_2入口温度条件下,微通道扁管壁面温度实验值与模拟值误差在10%以内,验证了模拟的准确性。     

板式蒸发式冷凝器传热传质的数值模拟

根据能量守恒和质量守恒定律,对板式蒸发式冷凝器中制冷剂、冷却水与空气之间的传热传质过程,建立了热质交换过程的二维数学模型,由此分析板式蒸发式冷凝器中冷却水温度、空气温度和空气含湿量等参数的分布规律,以及空气流速、干湿球温度、冷却水喷淋密度和冷凝温度对板式蒸发式冷凝器热流密度的影响,并将模拟结果通过实验进行了验证,两者之间的误差在10%以内。研究表明:板式蒸发式冷凝器的热流密度随进口空气流速的增加而增大,随湿球温度的升高而减小,几乎不受进口空气干球温度的影响;热流密度随着冷却水喷淋密度的增加逐渐增大,但增大至一定量后不再对热流密度有明显影响;冷凝温度越高,其热流密度越大。上述结论对板式蒸发式冷凝器的优化设计具有指导意义。     

蒸发式冷凝器顺流式和逆流式换热性能实验

对蒸发式冷凝器顺流式和逆流式两种不同方式的换热性能进行实验研究。搭建了蒸发式冷凝器换热性能实验台,分别在顺流式和逆流式条件下,对冷凝器喷淋密度和迎面风速对换热性能的影响进行理论和实验研究。结果表明:随着迎面风速的提高,喷淋密度增大,在顺流和逆流条件下,总换热系数均呈现上升的趋势,最后达到一个最大值,逆流式条件下的换热性能高于顺流式;在迎面风速为3.28 m/s,喷淋密度为0.057 kg/(m·s)条件下,顺流式的总传热系数最大为616 W/(m2·K),逆流式总传热系数可达到628 W/(m2·K)。在相同条件下,逆流式的传质系数及能效比EER均优于顺流式。     

内翅板蒸发式冷凝器降膜流动与传热特性

为了增强蒸发式冷凝器板外气液两相流动与传热,基于数值模拟方法对比分析了几种新型的板片结构,研究了板片构型、喷淋水喷淋密度、空气入口速度等因素对气液两相流流体流动及传热性能的影响。结果表明:半圆波纹板有较长的水膜稳定时间和较大的换热面积,换热性能较好;不同板片结构的蒸发式冷凝器具有不同的最佳喷淋水喷淋密度,最佳喷淋密度区间范围为0.48~0.93 kg/(m·s);空气入口速度一定时,半圆波纹板的壁面温度随喷淋密度增大而增大,气液界面温度随喷淋密度增大而减小;当空气入口速度小于2.5 m/s时,空气入口速度的适当增大能够有效减薄半圆波纹板板外水膜厚度,强化换热。     

混合流蒸发式冷凝器中鼓泡板片喷淋侧热质传递研究

本文采用控制变量法对混合流状态下的鼓泡式换热板片喷淋水侧的换热性能进行实验研究,分析不同参数对鼓泡板片喷淋水侧热质传递以及阻力性能的影响。结果表明：适当增加喷淋水量可以改善鼓泡板片表面水膜分布的均匀性,提升鼓泡板片的换热效果,建议不低于0.347 kg/(s·m);板片间距从20 mm增至30 mm时,板间空气的进出口压损下降较为显著,随着间距的进一步增大,空气的流通截面积并不会对板间空气的进出口压损产生很大影响;综合考虑,喷淋侧板间距为25 mm、平均截面风速为6.66 m/s时兼顾了压损影响和换热性能,为最优方案;相较于正位布置,板片错位布置更合理,换热性能更好,换热效果是正位布置的1.1～1.4倍。     

平流式冷凝器与管片式冷凝器在冷藏车中的应用分析比较

将冷藏车中常用的平流式冷凝器与常规的管片式冷凝器的结构和工作原理进行比较,详细分析了制冷剂在平流式冷凝器多孔扁管微通道内的传热和流动机理,认为制冷剂在非圆截面微通道内流动和冷凝的过程中,当质量流速较低、干度较大时,表面张力对表面传热系数的强化效果明显,对压降影响不大.分析的结果可为今后的研究、设计和校核提供依据.     

一种全管束配水的蒸发式冷凝器及其风阻实验研究

全管束配水方式的特点是对每根工艺管单独配水。在喷淋量为0.5~1.2 m3/h,迎面风速为0.5~4.0 m/s下通过实验研究了喷淋水量和迎面风速对全管束配水蒸发式冷凝器管外流动阻力的影响,并与常规集中配水方式进行了对比。结果表明:在顺流及逆流状态下,喷淋量为1.2 m3/h时,全管束配水蒸发式冷凝器管外空气流动阻力比集中配水蒸发式冷凝器,平均减少11.5%及49.7%。当逆流流动时,全管束配水空气流动阻力突增点的迎面风速为3.5 m/s,高于集中配水蒸发式冷凝器。全管束配水蒸发式冷凝器与常规蒸发式冷凝器相比,应用于制冷系统中可节能2%左右。