百叶窗翅片管式换热器换热性能分析

针对市场上常用的百叶窗翅片管式换热器,为了确定翅片密度、管排数以及进口空气相对湿度对空气侧特性的影响,对6种结构参数的换热器进行试验研究,采用无量纲化的传热因子和摩擦因子分别衡量空气侧的换热和压降特性。结果表明,翅片密度越大,传热因子越小,翅片密度对摩擦因子的影响在空气干、湿工况下有所不同;管排数越多,传热因子越大,摩擦因子越小;传热因子和摩擦因子均随进口空气相对湿度的增大而增大。     

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%。     

百叶窗波纹翅片换热器的积灰试验研究

对百叶窗波纹翅片换热器在有灰尘的环境中加速积灰过程进行试验研究,对比5种结构参数的百叶窗波纹翅片的积灰层对风速和换热能力等参数的影响。研究结果表明,翅片密度越大,风速和换热量衰减越快。     

翅片结构参数显著性影响分析及最优化

建立百叶窗式热交换器空气侧三维稳态对流换热数学模型,对不同几何特征参数的百叶窗式翅片进行了流动和换热数值模拟,采用j因子、f因子和JF因子分别对传热效率、流动性能以及综合性能进行评价。研究发现,百叶窗翅片的几何特征参数中百叶窗角度θ、百叶窗间距Lp、翅片间距Fp、翅片厚度δ、对流动换热性能影响程度较大,选取这四个因素进行正交试验,得出翅片的最优结构参数。最优模型与基础模型相比,f因子降低了7.7%,j因子的值增幅为11.3%,JF综合评价因子的值增幅达到14.1%,表明优化后的翅片结构可以在压损增加较小的前提下有效的提升换热性能。     

三种常见的翅片型式对翅片管式换热器性能的影响

针对市场上常见的波纹片型、百叶窗片型以及桥片型翅片管式换热器,为了确定翅片型式对空气侧换热和压降性能的影响,对每种片型的3种翅片间距的换热器进行试验研究。结果表明:在干空气工况下,同一风速时波纹片型换热器热阻最大,百叶窗片型换热器热阻次之,桥片型换热器热阻最小,而换热器空气侧压降与热阻的变化趋势相反;在湿空气工况下,同一风速时,3种片型换热器的热阻变化趋势同干空气工况一致,百叶窗片型和桥片型的换热器空气侧压降接近,波纹片型的换热器空气侧压降相对较低。     

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。     

百叶窗翅片的传热与阻力性能试验关联式

在风洞试验台上对20种不同结构参数的扁管百叶窗翅片进行了传热和流动阻力性能试验,分析比较了翅片间距和翅片高度对其表面对流换热系数和空气阻力性能的影响。同时通过对20种不同结构参数百叶窗翅片的336个试验数据点进行多元回归和F显著性检验,获得了j因子和f因子的经验关联式。在ReLp=200～3000范围内,j和f因子经验关联式拟合的最大误差范围分别为±10％和±12％,绝对平均偏差分别为4．1％和5．6％。     

翅片管式换热器换热与压降特性的实验研究进展--关联式

概述目前国内外空调制冷行业中的普遍采用的几种不同翅片类型(平直翅片、波纹形、条缝形翅片、百叶窗形翅片)的换热及压降实验关联式及其影响因素,并对翅片的性能评价指标进行了介绍。正确地选用实验关联式及性能指标,将对翅片管式换热器的优化设计及其制造提供可靠的依据。     

管带式水冷散热器的换热性能研究

本文对管带式水冷散热器的换热性能进行数值模拟研究并通过实验进行验证,以求提高换热器换热性能。建立模型分别从管带式百叶窗、扁管翅片单元进行全面的性能分析。其中对管带式散热器百叶窗的开窗角度进行了分析,结果表明:管带式散热器的百叶窗开角在23°~27°之间的散热效果最佳,提出并通过数值模拟验证了一种优化翅片结构的方案,与传统结构对比,散热效果有明显提高。搭建实验台并设计正交试验,研究了不同因素对散热器整体散热效果的影响程度。在本实验研究的范围下,通过多组实验数据分析得出,进口水温、循环水流量、风扇转速3种因素对散热器散热量的影响程度为:进口水温>循环水流量>风扇转速。     

翅片管式换热器换热与压降特性的实验研究进展--实验研究

概述目前国内外空调制冷行业中普遍采用的几种不同翅片类型(平直翅片、波纹形、条缝形翅片、百叶窗形翅片)的换热特性和压降特性的实验研究进展,通过对这几种翅片类型换热及压降特性的介绍和分析,提出了趣片管式换热器研究中的一些不足。     

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。     

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。     

微通道冷凝器空气侧性能的实验研究

对13个微通道冷凝器空气侧性能进行实验研究,分析空气侧换热系数和压降与迎面空气流速、翅片片距、百叶窗翅片开窗数、扁管宽度及扁管高度之间的关系,并将实验值与3个不同的百叶窗翅片换热及压降关联式的预测值进行比较。结果表明：翅片片距和扁管宽度对空气侧性能影响较大,3个关联式中Kim—Bullard关联式预测偏差相对最小,换热系数的预测偏差在0～-30％以内,摩擦系数的偏差在±20％偏差范围内。最后基于已有实验数据,对KimBullard关联式进行重新拟合。     

Air-side performance evaluation of three types of heat exchangers in dry,wet and periodic frosting conditions

The performances of three types of heat exchangers that use the louver fin geometry: (1) parallel flow parallel fin with extruded flat tubes heat exchanger (PF²), (2) parallel flow serpentine fin with extruded flat tubes heat exchanger (PFSF) and (3) round tube wave plate fin heat exchanger (RTPF) have been experimentally studied under dry, wet and frost conditions and results are presented. The parameters quantified include air-side pressure drop, water retention on the surface of the heat exchanger, capacity and overall heat transfer coefficient for air face velocity 0.9, 2 and 3 m/s, air humidity 70% and 80% and different orientations. The performances of three types of heat exchanger are compared and the results obtained are presented. The condensate drainage behavior of the air-side surface of these three heat exchanger types was studied using both the dip testing method and wind tunnel experiment.     

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。     

间接空气冷凝扩展表面换热器结构优化

铝翅片管由于成本低、易于成型在间接空冷冷凝器上有广泛应用,其传热系数和阻力与空气速度之间的关系对铝翅片管换热器设计和运行很重要。应用计算流体力学（CFD）方法,对三种结构铝翅片换热器的换热及阻力性能进行了数值模拟,计算结果表明,对于相同的管径,单桥与双桥结构的传热系数基本相同,而双桥的阻力有所增大;对于单桥或双桥结构来说,大管结构的传热系数增大,同时阻力增大较多;当翅片减薄时,传热系数基本不变,而阻力有明显的减小。研究结果对提高空冷凝汽器乃至空冷电厂的运行经济性都具有重要的参考价值。     

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。     

Air-side thermal hydraulic performance of multi-louvered fin aluminum heat exchangers

An experimental study on the air-side heat transfer and pressure drop characteristics for multi-louvered fin and flat tube heat exchangers has been performed. For 45 heat exchangers with different louver angles (15–29°), fin pitches (1.0, 1.2, 1.4 mm) and flow depths (16, 20, 24 mm), a series of tests were conducted for the air-side Reynolds numbers of 100–600, at a constant tube-side water flow rate of 0.32 m³/h. The inlet temperatures of the air and water for heat exchangers were 21 and 45°C, respectively. The air-side thermal performance data were analyzed using effectiveness-NTU method for cross-flow heat exchanger with both fluid unmixed conditions. The heat transfer coefficient and pressure drop data for heat exchangers with different geometrical configurations were reported in terms of Colburn j-factor and Fanning friction factor f, as functions of Reynolds number based on louver pitch. The general correlations for j and f factors are developed and compared to other correlations. The f correlation indicates that the flow depth is one of the important parameters for the pressure drop.     

Effect of louver angle on performance of heat exchanger with serpentine fins and flat tubes in frosting: Importance of experiments in periodic frosting

This paper presents the air-side pressure drop and overall heat transfer coefficient characteristics for serpentine-louvered-fin, microchannel heat exchanger in periodic frosting. It focuses on quantification of the effects of louver angle on heat transfer and pressure drop and on defrost and refrost times. Nine heat exchangers differing in louver angle and fin pitch (i.e. louver angle 15° to 39° and fin pitch 12 to 18 fpi) are studied. The face velocity was 3.5 m s⁻¹ and inlet air relative humidity of 70% and 80%.The major finding of this paper is seen in the proof that it is necessary to perform experiments in several consecutive cycles to be able to understand the situation in operation of the heat exchangers and that geometry that is the best in first frosting test does not stay the best in real operation where multiple consecutive frosting occurs.