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。     

受限空间中翅片管换热器的性能分析

受限空间翅片管换热器,是指由于总体框架尺寸的限制,部分结构参数被限定的换热器。为研究此类翅片管换热器的在换热传质时的不同特性,基于空调箱中的有限空间结构模型,建立适用于此类换热器计算的集总参数模型。利用二分迭代法求解的结果表明模型可高效精准地计算出翅片管换热器沿气流方向的排数,并且当任意工况参数或者结构参数发生变化时,此模型也可分析预测翅片管换热器的性能变化规律。利用实验数据对模型计算结果进行了对比验证:模型计算所得的各性能参数值与实验值吻合良好,其平均相对误差均小于2%,最大相对误差均小于8%。通过焓差实验台测定和分析翅片管换热器的制冷量和压降随工况参数和结构参数的变化规律,不仅优化换热器的设计,并为换热器运行调节方法的选取提供依据。     

水-空气翅片管换热器实验研究与数值模拟

通过对翅片管式换热器的设计和实验研究,得出了该换热器的性能曲线,此外还对换热器内部流场和温度场进行了三维数值模拟计算。从实验和模拟结果分析可知,实验所得传热因子j较模拟结果有12％范围内的减小,而阻力因子,有4％～16％的增大;翅片间距和管排密集度对翅片管换热器性能影响很大,减小翅片间距和增大管排密集度均能增强换热器的换热效果,但压力损失也明显增加。     

单一金属高螺纹翅片管换热器的探索与实践

通过对管壳式换热器几种常见翅片管的结构特点、换热性能和制造经济性进行分析比较和研究,研制出传热效率更高、结构更紧凑、制造成本更低廉的新型换热元件——单一金属轧制的高螺纹翅片管;提出了传热学意义上最佳翅片截面轮廓线的通用解析式。通过生产实践与不断改进,形成了一组高螺纹翅片管系列产品,并成功地应用于为透平压缩机配套的大中型管壳式换热器。     

基于CFD原理的V形换热器流场分析

针对一款美式风管机上面的V形翅片管式换热器,利用Fluent软件中的多孔介质模型,模拟了V形翅片管式换热器中空气流动的不均匀性分布情况。经过对比分析,表明该模型能够较准确的计算出V形翅片管式换热器空气侧风速的不均匀分布情况。结合翅片管式换热器设计软件EVAP-COND和Coil Designer软件,计算换热器换热及制冷剂出口状态,合理安排管路布置。     

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。     

翅片管式换热器百叶窗结构参数优化

针对小管径(7 mm)翅片管式换热器建立数值仿真模型，分析百叶窗片数和百叶窗开窗角度对空气侧传热因子j和摩擦因子f的影响。选择一款符合设计需求的新型翅片(单个圆管附近6片百叶窗，28°开窗角度),并对样品进行试验验证。结果表明，在干工况下，采用新型翅片的翅片管式换热器的流动特性和传热特性与现有翅片管式换热器趋势一致，且摩擦因子仿真值相对于测试值的误差小于15%,传热因子误差小于20%。     

制造偏差对翅片管式换热器性能的影响

对不同批次翅片管式换热器的换热性能进行试验,发现其换热能力差值高达8%左右。找出对换热性能影响较大的翅片管式换热器主要制造工艺,指出适当控制制造工艺的偏差能够有效减小对翅片管式换热器性能的影响,并进行试验验证,性能偏差可降低到1%。     

每管六涡扁长椭圆管换热板芯涡产生器翼高对强化传热的影响

利用萘升华传质/传热比拟实验方法,研究了每管六涡扁长椭圆翅片管换热器换热板芯在三角翼形涡产生器不同翼高时的换热和阻力特性,分析了涡产生器翼高的变化对错排椭圆翅片管换热器传热与阻力特性的影响,为该型换热器设计提供了一定的理论依据.     

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。     

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。     

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。     

Heat transfer analysis of fin-and-tube heat exchangers with flat and louvered fin geometries

This paper analyzes the fluid flow and heat exchange on the air side of a multi-row fin-and-tube heat exchanger. A comparison is given between fin-and-tube heat exchanger characteristics with flat and louvered fins in a wider range of operating conditions defined by Reynolds number (based on fin spacing and air frontal velocities). The detailed representation of calculated data for the louvered heat exchanger shows significantly better heat transfer characteristics and a slightly higher pressure drop. The CFD procedure was validated by comparing the numerical simulation results with the experimental results showing the minimal average Nusselt number deviation and an almost perfectly corresponding pressure drop.     

基于R410A的板式换热器两相仿真计算模型

建立了R410A的板式换热器两相仿真计算模型,基于实验数据对模型进行了误差分析和比较,总结了影响两相换热的影响因素.通过关联式修正,冷凝换热模型平均误差可以达到5%以下;蒸发换热在Yan and Lin模型基础上修正的形式与已有文献相比拟合精度提高10%,平均误差为6.5%,离散度减小.压降方面,基于Yan and Lin和Shah-Focke模型的修正压降关联式,实验数据验证该式平均误差2.5%,最大误差8%.     

通风换热器的设计及实验研究

本文主要介绍了一种自行设计加工的板式通风换热器,并就其设计特点、结构形式分别进行了叙述.通过模拟空调房间夏季室内外工况对该通风换热器进行了性能测试,将实验结果同理论计算结果进行了对比,结果表明:换热量的相对误差为10%左右,传热系数的相对误差为12%左右,基本上达到了设计要求.文中还对实验误差产生的原因进行了详细的分析,为今后的优化设计奠定了基础.     

滴形管换热性能的实验研究

采用特殊形状和表面的管子是最为常用、有效的强化换热手段。本文基于滴形管换热器回收天然气锅炉排烟余热,提出了烟气侧的换热系数实验关联式。通过改变换热管间的排列间距,在不同烟气流量下,对圆管和滴形管的换热性能及影响因素进行了分析。与实验数据比较,验证了实验关联式可正确反映凝结换热的特性。结果表明:不同烟气量通过滴形换热管的压损小于圆管,约为圆管的0.33~0.38倍;烟气温度降大于圆管;冷却水通过滴形管的温升高于圆管;换热系数滴形管比圆管的提高约7%,表明滴形管的换热性能优于圆管。因此对于有凝结换热过程发生时,滴形换热管具有强化换热的作用。     

结构特征对螺旋管换热器性能的影响

目的研究结构特征对螺旋管换热器换热性能的影响,为换热器设计和结构优化提供理论依据。方法在CFD软件Ansys的FLUENT模块中模拟螺旋管换热器内流体的流动换热过程。在相同边界条件下,不改变总换热面积,通过改变换热器的换热管直径和壳体长度,研究几何参数对换热性能的影响。通过对比单管单螺旋、单管双螺旋、双管双螺旋和内外双螺旋等4种不同缠绕方式换热器中流体的温度分布云图,研究螺旋管的结构对换热器换热性能的影响。结果保持总换热面积不变,减少换热器的管径,增大壳体的长度,都能有效提高换热效率。与单管单螺旋结构的换热器相比,单管双螺旋结构换热器的流体出口温度下降了9.74%,平行双螺旋结构换热器的出口温度下降了5.05%,内外双螺旋结构换热器的出口温度上升了10.11%。结论在螺旋管换热器的设计和优化过程中,可以通过减小换热管径,增大壳体长度,采用内外双螺旋结构,以实现提高传热效率的目的。     

LNG绕管式换热器壳侧单相传热模型的优化

天然气液化工艺中绕管式换热器的壳侧热力计算是当前亟待解决的问题之一,针对低温工况下壳侧传热模型的研究尚不多见,需要选取出适用的传热模型准确计算传热系数,为天然气液化工艺中绕管式换热器的设计选型和热力校核提供依据。本文比较分析了现有壳侧单相传热模型的优缺点,结合绕管式换热器壳侧低温实验数据,筛选出了适用于天然气液化预冷段的壳侧传热模型,并进行了优化。结果表明:对于天然气液化预冷段的壳侧传热系数计算,Abadzic传热模型计算精度最高、偏差范围最小、适用性最佳;Abadzic传热模型粘度修正后计算精度提高约50%,天然气液化预冷段的粘度修正系数可估算为1.05。