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。     

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...     

析湿工况下翅片管换热器翅片效率计算分析

分析了析湿工况下五种翅片效率模型与实验现象的吻合性,结果表明:全湿工况翅片效率对片基温度与来流相对湿度不敏感,部分湿工况翅片效率对片基温度与来流相对湿度十分敏感,翅片效率计算应区分干、部分湿、全湿工况,并根据工况选用相应计算模型。     

波纹翅片管换热器表面粉尘沉积特性的实验研究

空调器室外换热器大多采用波纹翅片管,因使用过程中表面积灰而导致性能下降。本文通过搭建积灰可视化实验台来观测粉尘的分布特征并测定沉积量,研究波纹翅片管换热器表面的粉尘沉积特性。其中测试样件的翅片间距范围为1.6~3.2mm,喷粉浓度范围为80~280 kg/m~3,风速范围为1~3 m/s,喷粉时间为15~90 s。研究表明,粉尘主要沉积在换热器迎风面的翅片前缘处以及换热管的迎风面上;翅片间距小时易于粉尘沉积,翅片间距为1.6 mm样件上的单位面积粉尘沉积量较3.2 mm样件最多增加了52%;提高喷粉浓度会增加粉尘沉积,喷粉浓度为280 kg/m~3下的单位面积粉尘沉积量较80 kg/m~3最多增加了88.2%;高风速能够抑制粉尘沉积,风速为3 m/s下的单位面积粉尘沉积量较1 m/s最多下降了6.3%。     

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。     

室外环境参数对空气源热泵翅片管蒸发器动态结霜特性的影响

对一台空气源热泵空调器在不同环境条件下室外换热器的动态结霜性能进行了实验研究,分析了进风温、湿度对热泵空调器结霜量及霜层厚度的影响。实验中考虑了结霜引起的热泵系统蒸发温度及风机流量的变化,采用显微照相法测量翅片表面霜层厚度,结霜量则通过测量蒸发器进出口含湿量的方法来获得。实验结果表明,室外换热器结霜量随时间线性增长,而翅片表面霜层厚度则分为初始段、匀速增长段和快速增长段三个阶段;在结霜循环的最后20％～30％的快速增长段内霜层生长速率大大加快,可达匀速生长段霜层生长速率的2．4,3．3倍。对于不同的工况,蒸发器均在进风温度0～3℃附近时结霜最为严重,且相对湿度对霜层厚度的影响要大于对结霜量的影响。     

温度交变对翅片管换热器性能影响的实验研究

试验研究了温度交变对铜管-铜翅片蒸发器和铜管-铝翅片蒸发器空气侧压降和换热性能的影响.实验结果表明,全新铜管-铜翅片蒸发器空气侧压降比全新铜管-铝翅片蒸发器空气侧压降大,但温度交变后两者空气侧压降几乎一致,具有相同的长效压降特性;温度交变会导致铜管-铜翅片蒸发器和铜管-铝翅片蒸发器换热性能下降,在风量为400m3/h时减少的最多,铝翅片蒸发器减少1091.5W,铜翅片蒸发器减少704.8W;与温度交变前相比,铜翅片蒸发器换热系数下降8.1％～25.2％,铝翅片蒸发器换热系数下降10.6％～40.7％,铜管-铜翅片蒸发器具有更好的长效特性.     

空气弹簧冲击载荷特性的试验研究

针对冲击理论模型研究需要，采用落锤冲击试验机进行空气弹簧冲击试验。由试验得到不同弹簧变形速率下的冲击载荷特性曲线，将它们与静态载荷特性曲线做比较，从中分析弹簧变形速率对载荷特性的影响。在试验过程中，利用传感器测量了囊内气体在不同位置的动态压力，根据所测压力数据对囊内气体变化规律进行研究，并从理论上做出解释。     

空气弹簧弹性特性理论分析与试验研究

刚度特性、频率特性直接影响空气弹簧的隔振性能.利用工程热力学理论推导空气弹簧刚度及频率的数学表达式,并进一步利用试验研究空气弹簧静、动态特性,研究结果表明:空气弹簧弹性特性为一族非线性曲线,充气压力越大,承载能力越强;空气弹簧的刚度随充气压力增大而增大,而频率基本保持不变;在激励频率为0.5-6.0Hz范围内,空气弹簧的动刚度随着激励频率的增加呈先缓慢减小然后迅速减少的趋势;动刚度基本不随激励振幅发生变化.     

湿工况下翅片管式换热器中刘易斯因子的数值研究

刘易斯因子是反映湿工况下空气侧热质传递特性的重要参数。在此提出了可计算湿工况下翅片侧刘易斯因子的数值模型和适用于工程应用的关联式,通过建立相间传质数值模型、潜热传递数值模型,利用CFD分别计算出空气侧的热质传递系数,从而求得刘易斯因子的数值解。利用数值仿真方法分析了翅片管换热器结构和运行工况对刘易斯因子的影响和已有热质传递类比关系的适用性;同时采用刘易斯因子的数值计算结果拟合得到关联式。传热和传质数值计算结果和实验的相对误差分别为6.93%和12.1%;关联式与数值模型之间的相对误差为5.52%。该数值模型有足够的精度与适用面,所得关联式可代替数值模型。     

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。     

太阳能复合能源空调热水系统中热泵系统换热性能的试验研究

通过将太阳能热水系统和空调热泵系统结合,设计出太阳能复合能源空调系统.针对该新型系统中的热泵空调热水子系统进行研究,在标准工况下,分别对该系统的3种模式下的换热性能进行试验,数据分析结果表明该系统比传统系统更为高效的,其单独制冷模式下系统最高COP可达5.34,单独热水模式下的静态加热系统COP可达5.78,制冷兼热水模式下系统COP可达4.5.     

圆柱型翅片管换热器变工况传热性能模拟与分析

基于分排参数模型,本文建立了圆柱型翅片管换热器的性能仿真计算模型,对换热器的传热性能进行计算,并进行实验验证。结果表明:换热量的平均相对误差最大,为6.31%;出风干球温度的平均相对误差最小,为0.61%。计算所得各性能参数与实验值吻合良好。根据仿真模型,对不同制冷工况下的换热器进行计算,研究了循环风量、水质量流量、进风干球温度以及进水温度的变化对换热性能的影响。分析换热器的变工况特性可预测其非设计工况下的换热性能,并为换热器的运行工况调节提供依据。     

自然对流下强吸水表面上结霜特性的研究

在自行研制的强吸水表面上进行了结霜实验研究,测得了其上的霜表面温度随时间的变化情况,并与普通金属表面上的进行了对比.进行了不同实验条件下吸水表面上霜厚的测量,与普通金属表面进行了对比,研究了涂层厚度对结霜的影响.结果表明,这种涂层在较易结霜的实验条件下可使初始霜晶出现时间延迟555分钟左右,在低于冰点的一定范围内,初始霜晶出现可延迟3小时以上;并且霜厚减少可达40%以上,霜层疏松,在外力的作用下很容易除去.涂层越厚,吸水能力越强,抑霜作用也就越明显.     

使用电子膨胀阀的热泵热水器动态性能数值模拟与实验研究

在不同的环境工况下对使用电子膨胀阀的热泵热水器系统动态性能进行了实验研究,测量了电子膨胀阀不同开度条件下热泵热水器的动态制热量、性能系数等参数,分析了电子膨胀阀开度对热泵热水器性能的影响.同时,对热泵热水器系统动态性能进行了数值模拟,并将模拟结果与实验结果进行了比较.结果表明:在电子膨胀阀某一开度下,系统性能系数存在一个最大值;对于电子膨胀阀不同开度,在加热初始阶段,电子膨胀阀开度较大时系统COP和制热量较高,而在加热后期则恰恰相反.通过在不同加热时段使用电子膨胀阀不同开度实验发现,系统性能得到显著提高,最大可提高7.6％.热泵系统性能数值模拟与实验结果的变化趋势一致,说明数学模型和计算方法是可行的.