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.     

锯齿与打孔翅片表面性能数值模拟

以两种翅片表面(锯齿翅片、打孔翅片)为研究对象,采用 FLUENT 软件模拟和分析不同结构参数和数对翅片表面传热与流动阻力的影响,得出不同结构参数和操作参数下两种翅片的表面性能曲线;分别分析了锯齿翅片的翅片高度、翅片间距、翅片厚度和切开长度以及打孔翅片开孔率对翅片表面流动与传热性能影响;分析比较了两种翅片的性能.     

多孔泡沫材料强化传热特性及场协同分析

实际生产生活中使用到的多孔泡沫材料通常都是非均质的,文章建立了多孔泡沫材料均质与非均质模型,结合场协同理论,从速度与温度梯度矢量的协同关系出发,分析了多孔泡沫材料内部单相流体对流强化换热的物理机制,研究了孔隙率、孔密度以及空气流速对流体顺流方向协同性能的影响。研究表明:场协同原理适用于分析多孔泡沫材料的强化传热机制;多孔泡沫材料孔隙中心与骨架后缘处的协同程度最好,骨架侧缘协同程度最差(协同角接近90°);非均质多孔泡沫材料孔壁附近协同程度较差,相同条件下全场平均场协同角比均质泡沫大;多孔泡沫材料越均匀全场协同情况越好,在相同流速、孔隙率和孔密度下,均质泡沫材料全场平均协同角余弦值可达非均质泡沫的1.2倍。计算结果表明,空气流速为3m/s时,孔隙率为0.8、0.85和0.9的多孔泡沫材料强化传热强度分别是普通平直翅片的3.3倍、1.9倍和1.2倍。该研究对新型散热器设计具有指导意义。     

穿圆形孔翅片对自然对流传热的强化研究

研究了一种水平矩形翅片开圆形孔时对自然对流换热的强化作用。通过实验和模拟比较了实心翅片和开不同孔数翅片的散热功率。除开孔数外,还考虑了翅片开孔的位置、开孔大小和开孔形状对传热强化的影响。结果表明:开孔翅片要优于实心翅片,并且随着翅片开孔数的增加,翅片的散热功率先增大后减小,当开孔数为7时最优,其散热功率与实心翅片相比,增加了13.25%。开孔的位置在底部时,翅片的散热效果最好,中间次之,顶部最差。同时在研究范围之内,翅片的散热功率随开孔半径的增大先增加后减小。开孔半径为7mm时,翅片的散热效果最好,与实心翅片相比,其散热功率增加了27.14%。此外,还比较了同等面积的三角孔、方孔和圆孔对翅片散热的影响,其中开圆孔的散热效果最好。     

PVA对氧化铝支撑体性能的影响

研究了有机物PVA作为粘接剂的同时,也作为开孔剂使用,对于多孔氧化铝支撑体性能的影响.研究结果表明以PVA作开孔剂可以极大地提高氧化铝支撑体的纯水通量,对氧化铝支撑体的各种性能进行分析发现,PVA作开孔剂时其加入方式和加入量对氧化铝支撑体的平均孔径及孔径分布、孔隙率、抗弯强度等性能都有影响.实验制得了纯水通量较大、平均孔径为5μm、孔隙率为47.3%、抗弯强度为21.05 MPa的氧化铝支撑体.     

氮气在泡沫铜内的流动传热特性模拟研究

为探究氮气在多孔介质泡沫铜内的流动传热特性,应用FLUENT软件对低温制冷机冷头换热器中填充的泡沫铜进行数值模拟分析。研究了孔隙率、孔密度以及入口流速对流动、传热的影响规律,模拟结果表明,孔隙率较大、孔密度较小时,渗流性能较好,流体速度衰减较慢;随着孔隙率减小,流体压力损失增大,换热效果提高,但提高的趋势渐缓,因而可能存在压损与温降比值最小的最优孔隙率;孔密度增大,由无滑移壁面引起的压力损失增大,换热性能变差。     

大直径圆孔翅片管结霜过程动态特性的实验研究

在入口空气温度28℃,恒温恒湿条件下,以三对称大直径圆孔翅片为研究对象,在循环式风洞中对其结霜工况下的动态性能进行了实验研究,考察了入口空气相对湿度和空气流速对换热器性能的影响,给出了换热器换热量、翅片表面传热系数和空气侧压降在结霜过程中的动态变化规律,研究结果表明:入口空气温度28℃时结霜工况下,翅片表面未覆盖满霜层时,在雷诺数Re=3602～5509,进口相对湿度φ=60％～80％范围内,不同的环境参数对结霜影响的差别较大.实验结果表明,空气相对湿度对SK型翅片的传热与流阻性能的影响大于空气流速的影响.实验结果可为优化环境参数,使制冷系统达到节能匹配提供参考.     

PEO/CaC03/PLA复合材料开孔结构的制备

采用聚乳酸(PLA)、聚氧化乙烯(PEO)、碳酸钙(CaCO3)熔融共混制备具有开孔结构的PLA多孔材料,借助于扫描电镜、孔隙率、热分析和压缩性能的测试方法,研究了连续混炼工艺对多孔材料结构和性能的影响.结果表明,过高或过低的转子转速和加料量都会导致多孔材料孔隙率的下降.当转子转速为600 r/min,加料量为2.61 kg/h时,孔隙率达到最大值76.8％.压缩模量和压缩强度分别为4.3 MPa和2.9 MPa.提高转子转速有利于多孔材料结晶性能的提高.     

板翅式换热器翅片表面性能的试验研究

高效、紧凑板翅式换热器已在许多工业领域中得到广泛地应用。为给设计提供基本数据,我们进行了三种翅式形式(据齿形、开孔形及平直形)的七种翅片表面的试验研究,得出了传热因子j和摩擦因子f相对于雷诺数R_e的试验曲线。采用了由Soland等人提出的翅片表面性能的比较方法,对所试验的表面性能作了评价及比较。本文还对改进翅片表面性能的方法作了讨论。     

翅片对相变炕传热性能的影响分析

为提高相变炕的传热性能,提出了在相变炕内部添加高导热金属翅片的优化方案。通过数值模拟计算,分别探究了翅片的长度、厚度及数量对相变炕传热性能的影响。研究结果表明,翅片的长度及数量对相变炕传热性能影响显著,当炕体基本单元内翅片长度为30mm,数量为2根时,其对炕体传热增强效果最优,相较于空白对照组,添加翅片后,上炕面最大放热功率可以增大19.54%,上炕面平均温度可提升10.36%,上炕面与相变材料间的温差缩小27.36%。而翅片厚度对炕体传热性能的影响不明显。     

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...     

Effects of fin shape on condensation in herringbone microfin tubes

Effects of fin height and helix angle on condensation inside a herringbone microfin tube have been experimentally investigated with five types of herringbone microfin tubes. Heat transfer coefficients are about 2–4 times higher than that of the helical microfin tube under high mass velocity conditions. In the low mass velocity, they are equal to that of the helical microfin tube. The heat transfer enhancement increases with fin height up to 0.18 mm; higher fin heights show enhancement values similar to the 0.18 mm results. Pressure drop increases with the fin height. Larger helix angle yields higher heat transfer and higher pressure drop. For the lowest fin and/or smallest helix angle, the pressure drop is comparable with that of the helical microfin tube, while the heat transfer enhancement is higher. The enhancement mechanism is discussed from flow pattern observations. Effect of mass transfer resistance for R410A is estimated and negligible effects have been proved.     

翅片结构对换热器结霜特性影响的实验研究

本文对空气源热泵的翅片管换热器表面霜层生长特性进行实验研究,通过红外热像仪对霜层表面温度进行测量,并用热电偶直接测量装置进行校核.分析了平片、波纹片、条缝片3种翅片类型及翅片节距对霜层厚度、结霜量、换热量的影响,并用霜层-湿空气界面条件等作为传热及传质驱动力分析了霜层生长规律.实验结果表明,波纹片及条缝片翅片换热器界面...     

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。     

整体翅片式微通道换热器的数值模拟

采用CFD数值模拟的方法,对整体翅片式微通道换热器空气侧的流动与传热特性进行研究,用场协同的原理分析翅片参数(长度、高度、间距)对换热器性能的影响,并与传统微通道换热器空气侧性能进行对比。结果表明:在考查的翅片尺寸范围内,随着翅片长度的缩短、高度的增加、间距的减小,温度场和速度场的协同性随之改善,有利于换热效果的提高;与传统的微通道换热器相比,整体翅片式微通道换热器空气侧换热性能变差,但是阻力大大降低,总体性能有所改善。     

A study on airside performance of geometry combination fins using large scale model

This study investigated the pressure drop and heat transfer characteristics of heat exchanger according to the arrangement of fins as well as fin configuration by the similitude experiments with the finned-tube geometry scaled as large as four times. Colburn j factor, Fanning friction factor, f, and goodness factors are compared to each other to estimate performance of each case for four different kinds of fins, which are louver, double side slit, single side slit and plain fin. Results show that heat transfer would be altered by fin arrangement and that friction loss is more affected by fin configurations than by the fin arrangements. In particular, heat transfer depends more on the shape of front row than that of rear row. The heat transfer rate of combined fin arrangement increases a lot more under the same pressure drop than that of conventional fin arrangement. This indicates that the heat exchanger of higher efficiency would be designed by the proper combination of fins of different shapes.     

基于热阻网络模型的硅基微槽热沉多目标优化设计

微槽热沉具有传热效率高、可靠性强的优点,可用于对微尺度高热流密度电子元件进行冷却。为满足其性能需求和控制成本,在对微槽热沉进行设计时需要对其传热能力和流动阻力同时进行优化。传统研究采用的热阻网络模型较为简单,不能很好地反映热阻和流动阻力对微槽道截面形状拓扑变化的响应,且其优化对象通常为既定截面的形状尺寸。为此提出一种基于离散化方法的单层硅基微槽热沉热阻网络模型,将热沉鳍片细分为厚度较小的微元,根据微元热阻对微元宽度的响应及微元热阻对整体热阻的贡献来描述微槽道的整体热阻。以微泵输出功率为优化边界条件,压降和热阻为优化目标,通过SQP（sequential quadratic programming,序列二次规划）方法对层流状态下四边形等截面硅基微槽热沉进行尺寸优化,利用CFD（computational fluid dynamics,计算流体动力学）对优化结果进行模拟和验证。结果表明,当鳍片高度较低时,鳍片截面形状为矩形,随着鳍高增加,截面形状有向三角形发展的趋势。在设计区间内,微槽道截面为梯形、鳍片截面为三角形时传热效率与压降相对占优。用边界点法和理想点法优化模型求得微槽道高度、鳍底宽、槽底宽、槽顶宽的优化结果分别为500,50,64.5,114.5 μm和500,50,50,100 μm。该方法能根据设计需求调整评价函数,同时计算结果具有重要工程意义,为微槽热沉设计人员提供参考。     

十二排圆形翅片管换热器的传热与流动特性研究

采用数值计算方法研究12排大管圆形翅片表面空气侧流体的流动特性,获得不同雷诺数下圆形翅片的速度分布云图、温度分布云图和流线分布图,并将模拟的结果与实验和实验关联式分别进行验证。研究结果表明：翅片间距为9.6mm第一排管壁侧和翅片表面的传热系数分别是翅片间距为2.4mm的1.67和0.97倍;前面六排翅片表面和管壁表面的传热系数具有很强的波动,而在第六排后翅片表面和管壁表面的传热系数趋向于稳定。