换热器结霜和化霜研究进展

分别从换热器结霜化霜现象的影响、改善结霜的措施以及除霜控制三个方面,论述了近年来国内外对于换热器结霜化霜问题的研究,并分析了微通道换热器在结霜化霜问题上遇到的问题,提出相应的研究方向。     

影响翅片管换热器结霜因素的研究

用实验研究低温工况下（-5℃以下）变化参数对翅片管换热器霜形成率的影响,获得了空气入口相对湿度、空气流速以及翅片间距等参数对结霜量和空气侧压降的变化规律。实验结果可以为制冷系统的优化提供依据。     

低温翅片管换热器结霜试验研究

为了解翅片管换热器在低温工况下的传热性能以及结霜情况,进行了翅片管换热器的结霜试验.在翅片管换热器设置8个不同的观测点进行霜层厚度数据的采集,得到8条霜层厚度曲线.分析曲线后表明在不考虑环境风速的情况下,结霜量主要与空气相对湿度、流体在管内的形态等因素有关,同时发现翅片管换热器结霜的重点区域是换热器上部和入口处,并从理论上分析了结霜过程.     

换热器表面结霜特性的数值分析

本文中采用数值计算方法预测了翅片管式换热器表面结霜的特性。换热器表面结霜是一个瞬变问题，为了计算方便，将其简化为准稳态过程，即在时间步长内，认为该过程是稳定的，然后把所得的霜层厚度以及霜层的表面温度作为下一时间步长内传热传质的边界条件。在研究中考虑了霜层阻力引起风量下降这一因素，计算结果具有一定的实际意义。     

电动汽车热泵系统车外换热器结霜除霜研究现状

综述了电动汽车热泵系统车外换热器结霜的环境因素、抑霜方法以及除霜方法的最新研究。调研结果表明,温度、相对湿度和风速均对结霜有影响,进而影响热泵运行性能。主要的抑霜方法有换热器外部结构优化、内部流程优化及表面涂层处理,而除霜主要采用热气旁通和逆循环,除霜系统控制的运行控制也是影响除霜效果的关键技术。旨在系统性地分析电动汽车热泵系统车外换热器结霜除霜最新研究成果,为进一步解决结霜问题奠定基础。     

通道轮式换热器结霜工况下的换热研究

通道轮式新风换气机作为一种新型的通风换气设备近年来得到了广泛的应用。然而,其室外排风侧结霜是影响其在严寒地区冬季运行的主要问题,结霜严重时会影响该设备的运行性能。因此,有必要对通道轮式新风换气机在结霜工况下的运行规律进行深入的研究以指导其在严寒地区冬季的应用。文章在能量守恒、含湿量守恒的基础上建立了通道轮式换热器排风侧结霜工况下的数学模型,该模型耦合了结霜子模型和热交换子模型。利用该模型分析了不同工况下结霜量对该换热器换热的影响。计算出了不同工况下融霜的时间间隔,为采取有效的除霜控制方法提供了依据。将模拟结果与实验数据进行了比较,两者吻合很好,进一步验证了所建模型的可靠性。     

换热器表面结霜的特性与翅片效率公式的分析

分析换热器表面的结霜特性。及其对换热器性能的影响。从理论上分析几种结霜下的换热器翅片效率公式。并对各公式的结果进行比较。提出了一种更为合理的翅片效率公式形式。     

电动汽车热泵空调系统室外换热器结霜特性实验研究

针对电动汽车热泵空调系统在冬季运行时室外换热器易结霜而影响系统制热性能的问题,本文设计搭建实验系统并进行研究,分析了多流程微通道换热器的结霜特性。实验结果表明:室外换热器表面霜层生长和表面温度下降两个因素之间为联动关系,各流道霜层分布呈不均匀状态,换热器内两相制冷剂密度不同且受重力影响,导致产生气液相分离和在流道内分布不均的状况。另外,室外换热器表面霜覆盖率的增长会导致室外换热器制冷剂侧的温度、压缩机吸排气压力、制热量等降低,引起导致压缩机单位功耗增加,以环境温度为0℃的数据为例,当霜覆盖率达77. 4%时,吸气压力、排气压力和制热量的降幅分别为33. 4%、12. 1%和25. 8%,单位功耗增幅为32. 0%,导致系统运行的稳定性降低,使制热量无法满足乘员舱制热需求。     

结霜翅片管换热器热质传递分析

低温工况下翅片管换热器的结霜是一个复杂的热质传递过程.从能量的角度出发,由换热器的对数平均温差(LMTD)引出对数平均焓差(LMED),改进了传统的基于对数平均温差(LMTD)的结霜翅片管换热器传热、传质模型,并通过实验研究了影响翅片管换热器结霜及能量传递系数(E0)的主要因素.结果表明,能量传递系数(E0)更准确地反映了结霜工况下换热器的热质交换情况,可以作为系统在霜运行及实时化霜的重要性能参数.     

Modeling non-uniform frost growth on a fin-and-tube heat exchanger

A semi-empirical model that predicts non-uniform frost growth on heat exchangers is developed and experimentally validated. The model is based on a scaling approach that uses the average frost layer properties to predict growth in a quasi-steady state, heat and mass balance based segment-by-segment coil simulation. The air redistribution algorithm in the model improved frost thickness predictions by 20%-50% and coil capacity predictions by 42% compared to the same model without air redistribution. The model along with an empirical frost delay predicted the frost thickness for different inlet refrigerant temperatures, air relative humidities and air velocities under non-uniform frosting with a root mean square error of 3.7%, 9.8% and 5.2% respectively.     

Modeling of a fan-supplied flat-tube heat exchanger exposed to non-uniform frost growth

Reversible heat pumps for electric vehicles are being developed by the car industry to address cabin heating and improve energy efficiency compared to electric heaters. For this new application, the front, louvered-fin, microchannel heat exchanger (MCHX or flat-tube heat exchanger) of the A/C system happens to operate as an evaporator under frosting conditions. MCHX are particularly sensitive to frosting, and a model is required to improve the design. This paper presents a dynamic pseudo 3D model of a fan-supplied MCHX which predicts non-uniform frost growth, air pressure losses, airflow rate and thus, thermal performances. The air pressure losses are computed considering the maximum frost thickness along each air channel. A correlation was developed to take into account frost effects on the friction factor. The model was validated against ad hoc experimental data and was also able to predict experimental data from the literature.     

液氮发动机循环分析

新型零排放液氮发动机存在朗肯循环和布雷顿循环两种做功循环方式,为了了解两种循环方式对液氮发动机匹配设计的要求,基于有限时间热力学理论,对比了两种循环对液氮发动机输出功率的影响,研究了液氮发动机在变温热源和恒温冷源之间朗肯循环和布雷顿循环的性能,着重分析了导热率对循环性能及输出功率的影响,为液氮发动机换热器的匹配提供依据.得出换热器的热导率和热容率的匹配决定朗肯循环的最佳循环功率,而与朗肯循环相比布雷顿循环能更好的实现发动机的功率特性的结论.     

微通道换热器研究进展

从微通道换热器的发展历史出发,介绍其制造方式、结构和材料,重点介绍对微通道换热器发展和降低成本有重要影响的全铝微通道管材成形加工技术。对微通道传热的特征进行述评,从微电子微机械高效传热、CO2制冷减少温室气体排放和提高家用空调能效比几个方面展现微通道换热器的应用前景。     

氮换热器冰堵的分析与处理

在23500 m3/h空分设备处于氮气膨胀增产液氧工况下,实施膨胀氮气增量操作后,氮换热器发生冰堵的故障。故障原因为湿空气从常压氮气放空口被倒吸入管网后,冻结在氮换热器内造成通道堵塞。简介氮气膨胀内液化装置流程、氮换热器冰堵的过程和现象,详细介绍氮换热器通道堵塞的原因和水分来源的分析、验证过程。     

微细通道换热器的研究进展

微细通道换热器不仅体积换热系数大、换热效率高,而且具有优良的耐压性能、较强的抗腐蚀性、紧凑的结构及相对低廉的价格,已成为相关领域的一个研究热点。本文从微细通道换热器内流体流动摩擦特性,流体的单相对流换热、凝结换热、沸腾换热,临界热流密度,微细通道换热器结构的优化,结霜问题及其在制冷空调系统的应用等方面,对微细通道换热器进行较为详细的综述,以期为相关的研究领域提供有价值的参考。     

集成式微通道换热器研究与开发

介绍一种用于液体与制冷工质进行热交换的集成式微通道换热器。经测试,该换热器在满足压力损失限制和耐压性能的条件下,其强制对流换热系数达到5000～10000W／（m^2·K）,紧凑度大于1000m^2／m^3。该换热器具有广阔的应用前景和市场需求,用精密微细光蚀刻加工、材料表面处理以及精密固体原子扩散结合等生产技术可以实现大批量制造。     

同轴套管式深埋管换热器换热性能研究

针对青岛某地一个地埋管深度为2 605 m的地热能建筑供暖用同轴套管式深埋管换热系统,建立耦合管内外换热的全尺寸数值计算模型,并利用试验数据进行验证。在此基础上,进行一个供暖季的仿真计算,分析取热量及运行时间对该地埋管换热器换热性能的影响,并对内管失热量进行计算,得出以下结论:地埋管换热器换热能力随运行时间的增加而减弱;地埋管取热量过大会导致供暖后期地埋管进水温度过低,影响系统正常运行;该同轴套管内管的失热量较大。     

三角形波纹板式溶液热交换器传热特性研究

为了解三角形波纹板式溶液热交换器的传热特性，通过对其物理数学模型的求解，并与平板式溶液热交换器相对比，得到了三角形波纹板式溶液热交换器的流动、传热特性以及不同溶液流速对其传热性能的影响。研究三角形波纹板式溶液热交换器的波纹形状对其流动、传热性能的影响，得到波纹长度、波纹夹角与换热器的传热系数、换热器内流体压降的关系，其结果可为溶液热交换器的设计与优化提供依据与理论指导。     

Short-time heat impulse intensification of heat transfer in liquid nitrogen

The cryogenic technology deals with fluids produced from gases after liquefaction. Boiling of cryogenic fluids is frequently characterized by a hysteresis of their boiling curve. The present experimental work demonstrates an opportunity to intensify heat transfer in those fluids by means of short-term heat impulsion from a heater. The intensification takes place due to the impulse-induced transition of heat transfer regime from natural convection towards nucleate boiling. The process takes place when the impulse magnitude overcomes certain minimum value that was quantified experimentally. We also propose a theoretical expression for the minimum energy that is in agreement with the experimental data.