翅片管式换热器空气侧热阻和压降的测量误差分析及控制
翅片式管翅式换热器流动换热性能比较研究
翅片式管翅式换热器流动换热性能比较研究摘要：随着制冷空调行业的发展,人们已经把注意力集中在高效、节能节材的紧凑式换热器的开发上,而翅片管式换热器正是制冷、空调领域中所广泛采用的一种换热器形式。
对于它的研究不仅有利于提高换热器的换热效率及其整体性能,而且对改进翅片换热器的设计型式,推出更加节能、节材的紧凑式换热器有着重要的指导意义。
由于翅片管式换热器在翅片结构形式和几何尺寸的不同,造成其换热性能和阻力性能上的极大差异。
本文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、波纹翅片、开缝翅片、百叶窗形翅片）的换热及压降实验关联式及其影响因素，对不同翅片形式的管翅式换热器的换热及压降特性的实验关联式进行总结，并对不同翅片的流动换热性能进行了比较。
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。
关键词：翅片形式；管翅式；换热器；关联式；流动换热性能1 绪论1.1课题背景及研究意义换热器是国民生产中的重要设备，其应用遍及动力、冶金、化工、炼油、建筑、机械制造、食品、医药及航空等各工业部门。
例如，过路热力系统中的过热器、省煤器、空气预热器、凝汽器、除氧器、给水加热器、冷却塔等；金属冶炼系统中的热风炉、空气或煤气预热器、废热锅炉等；制冷及低温系统中的蒸发器、冷凝器、回热器等；石油化工工业中广泛采用的加热及冷却设备等，制糖工业和造纸工业的糖液蒸发器和纸浆蒸发器，这些都是换热器应用的大量实例。
它不但是一种广泛应用的通用设备，并且在某些工业企业中占有很重要的地位。
例如在是有化工工厂中，它的投资要占到整个建厂投资的1/5左右，它的重量站工艺设备总重的40%；在年产30万吨的乙烯装置中，它的投资站总投资的25%。
由于世界上燃煤、石油、天然气资源储量有限而面临这能源短缺的局面，各国都致力于新能源的开发，并积极开展预热回收及节能工作，因而换热器的应用又与能源的开发及节约有着密切的联系。
翅片管式换热器的数值模拟与优化
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2010年第 29卷增刊 ·82·化工进展翅片管式换热器的数值模拟与优化司子辉,张燕,康一亭,欧顺冰(西华大学能源与环境学院,四川成都 610039摘要:利用 FLUENT 数值模拟方法,研究两种翅片(波纹三对称穿孔翅片与波纹翅片的表面流动性与传热性,得到不同风速表面传热系数的分布。
表面传热系数模拟结果与实验数据的误差为 5%~10%,证明该模拟方法的正确性。
研究结果表明:当气流速度不同时,波纹三对称穿孔翅片表面传热系数比波纹翅片表面传热系数高20%~28%,节约能耗,强化传热。
关键词:翅片;数值模拟;表面传热系数中图分类号:TB 657.5; TQ 008 文献标志码:A 文章编号:1000– 6613(2010 S2–082– 05Numerical simulation and optimization of finned tube heat exchanger SI Zihui , ZHANG Yan, KANG Yiting, OU Shunbing(School of Energy and Environment, Xihua University, Chengdu 610039, Sichuan , ChinaAbstract: The performance of surface flow and heat transfer of two kinds of different finned-tubes (wavy three symmetric holes fin surfaces and wavy fin surfaces are numerically studied by using FLUENT software, and distributions of convection heattransfer coefficients are obtained. The error of surface heat transfer coefficient between simulation results and experimental data ranges from 5% to 10%, which proves the feasibility of the simulation method. The results show that the convection heat transfer coefficients of the wavy three symmetric holes fin surfaces increase by 20%—28% compared to the wavy fin surfaces, thus saving energy and enhancing heat transfer.Key words: fin; numerical simulation; surface heat transfer coefficient翅片管式换热器应用广泛,其强化传热的数值模拟的研究一直是研究者普遍关注的课题。
翅片管式换热器空气侧性能的数值模拟
文章编号:CAR105翅片管式换热器空气侧性能的数值模拟陈莹1高飞1高冈大造1徐林虓1李维仲2左建国2(1三洋电机(中国有限公司大连分公司2大连理工大学能源与动力学院摘要采用数值模拟的方法对翅片间距为1.6mm的波纹翅片管换热器的性能进行了研究,考察了在不同的迎面风速条件下1-5列换热器空气侧的换热和压降特性。
得到了翅片表面温度分布、压力分布等结果,分析了迎面风速对翅片表面的温度、空气流动的影响。
数值模拟结果与在相同条件下的试验结果进行了对比,对数值模拟结果的准确性进行了验证。
关键词波纹翅片换热器数值模拟换热系数压力损失NUMERICAL SIMULATION OF AIR-SIDE PERFORMANCE OFFINNED TUBE HEAT EXCHANGERChen Ying1 Gao Fei1 Daizo Takaoka1 Xu Linxiao1 Li Weizhong2 Zuo Jianguo2(1 SANYO Electric(ChinaCo.Ltd. Dalian Branch Research Dept2 Energy and Power Department of DLUTAbstract The performance of corrugated finned tube heat exchangers are simulated, the characteristic of air side heat transfer and friction of 1-5 rows heat exchangers are investigated under different frontal velocities. The results of temperature profile and pressure profile on fin surface are achieved. The effect of frontal velocity with the fin surface temperature and air flow is analyzed. The numerical results are validated by comparing with the experimental results under the same boundary conditions.Keywords Corrugated fin Heat exchanger Numerical simulation Heat tranfer coefficient Pressure drop0 引言管翅式换热器被大家广为关注[1,2,3],因此,对于管翅式换热器的换热及阻力性能的研究,具有重要意义。
翅片管换热器空气侧换热及压降的性能分析
翅片管换热器空气侧换热及压降的性能分析作者：蒋治民谷波来源：《建筑建材装饰》2015年第03期摘要：对波纹翅片管及百叶窗翅片管两种换热器在析湿工况下空气侧的换热压降特性进行了试验研究，分析了不同温度进水工况条件对波纹翅片和百叶窗翅片管换热量、空气侧换热因子和摩擦因子的影响。
结果表明：随着入口水温的增加，两种翅片空气侧的换热因子都增加，两者相差比较小，变化趋势一致；随着入口水温的增加，两种翅片空气侧的摩擦因子都降低，变化趋势一致；当入口水温相同时，两种翅片空气侧的换热因子都随着管内流体雷诺数Re的降低而增加，而摩擦因子都随着管内流体雷诺数的降低而降低。
关键词：翅片管换热器；空气侧；换热系数；压降；进水温度前言翅片管式换热器被广泛应用于空调、制冷及化工领域。
当翅片管式换热器的表面温度低于流通空气的露点温度时，翅片表面会产生结露，产生冷凝水，此现象称之为析湿。
在析湿条件下翅片换热特征要比干工况复杂许多，空气状态变化既有热量的传递又牵涉到传质的变化，对于此类问题的研究大多是先从试验找现象，再去理论研究翅片表面的热质交换。
翅片管式换热器空气侧换热的研究对改进翅片的结构形式、推出更加紧凑、节能及节材型换热器，提高换热器的换热效率，有重要的研究意义。
目前国内外关于翅片管式换热器空气侧特性的研究主要有Wang et al 研究了波纹高度对波纹翅片管换热器空气侧特性的影响，总结了百叶窗式换热器的通用换热和压降关联式；李斌等得到了正弦波纹翅片管束在析湿条件下的换热和阻力特性，得出了空气侧的换热和阻力关联式；马小魁、张圆明、丁国良的研究着重于亲水层对换热器性能影响的研究；高晶丹等分析了翅片间距、进口空气相对湿度等因素对空气侧换热性能的影响。
换热器空气侧特性研究主要都是集中在空气特性变化对其的影响，而管内进水温度变化对翅片管换热器的影响没有过多的介绍及研究，并没有展开过详细系统的研究。
本文借助于水与空气系统试验中得到的相关数据，通过实验和数值模拟拟合相结合的方法分别对波纹翅片和百叶窗翅片管换热器在不同的进水温度下的换热、压降特性进行研究分析，得出了两种翅片不同的换热和压降关联式。
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.
科技报道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Ξ刘建魏文建丁国良张春路(上海交通大学制冷与低温工程研究所上海200030摘要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,提出了翅片管式换热器研究中的一些不足。
关键词工程热物理;翅片管;综述;换热;压降Development of Study on Heat Transfer and Friction Characteristicsof Fin-and-Tube Heat Exchanger-Experimental StudyLiu Jian☆,Wei Wenjian,Ding Guoliang and Zhang☆Shanghai Jiao tong University,ChinaAbstract This paper reviews the recent development of the study on heat transfer and friction characteristics of fin-and-tube exchangers with different fin surface s.The fin surface type s involve in plain fin surface,corrugated fin sur2 face,silt fin surface,and louver fin surface.By stating and analyzing the heat transfer and friction characteristics with different fin surface s the feature and application with special fin surface are de scribed and the methods of improvement are sugge sted.K eywords engineering thermophysics;fin-and-tube;review;heat transfer;pre ssure drop1引言翅片管式换热器是一种在制冷、空调、化工等工业领域广泛采用的一种换热器形式。
翅片管蒸发器空气侧长效传热与压降特性研究的开题报告
翅片管蒸发器空气侧长效传热与压降特性研究的开题报告开题报告：一、选题背景翅片管蒸发器是制冷空调系统中的核心组件之一，其作用是在蒸发器内外流体之间传递热量，并保证制冷剂蒸发的充分、均匀。
翅片管蒸发器的性能直接影响空调的制冷效果和能源消耗。
因此，为了优化蒸发器性能，研究翅片管蒸发器空气侧长效传热与压降特性具有重要意义。
二、研究意义当前，大多数翅片管蒸发器的设计采用经验式或简化模型，而存在着与实际情况不同的偏差。
研究翅片管蒸发器空气侧传热和压降的特性，有助于深入了解其内部传热机理和流体动力学特性，优化蒸发器设计和提高其性能表现。
三、研究内容本文拟从以下两个方面探讨：1、翅片管蒸发器空气侧长效传热特性：通过实验测量和数值模拟，研究翅片管蒸发器在不同工况下的传热特性，并分析其与气流参数、气相纹理参数等因素之间的关系。
2、翅片管蒸发器空气侧压降特性：通过数值模拟和试验测量，研究翅片管蒸发器在不同工况下的压降特性，并分析其与空气速度、翅片参数等因素之间的关系。
四、研究方法1、实验方法：通过测量翅片管蒸发器空气侧的温度场和气流场等参数，获取其长效传热和压降特性。
2、数值模拟方法：通过CFD（Computational Fluid Dynamics）数值模拟方法，建立包括翅片管蒸发器在内的空调系统数值模型，并分析其内部流动和热传递机理。
五、预期成果本文拟达到以下几个方面的预期成果：1、获得翅片管蒸发器空气侧的传热和压降特性数据，并分析其有关因素之间的关系。
2、探讨传热与压降之间的相互制约关系，为蒸发器的优化设计提供科学依据和参考。
3、提高翅片管蒸发器的传热效率和工作性能，为制冷空调行业的发展做出贡献。
六、研究计划安排1、前期调研：对翅片管蒸发器的基本结构、流动特性和传热机理进行深入了解。
2、建立数值模型：利用ANSYS软件建立包括翅片管蒸发器在内的空调系统数值模型。
3、设计实验方案：根据蒸发器不同工况设定实验方案，获得实验数据。
微生物污垢对翅片管换热器空气侧换热和压降特性的影响
微生物污垢对翅片管换热器空气侧换热和压降特性的影响小编说：本文摘自2008年3月《上海交通大学学报》第42卷第3期，作者为：浦晖，丁国良，马小魁，高屹峰。
翅片管换热器广泛应用于家庭、商业和工业制冷空调系统中。
采用翅片管换热器作为蒸发器和冷凝器的空调系统，使用一定年限后翅片表面会形成灰尘和微生物等空气侧污垢，影响蒸发器的性能。
本文通过实验，研究微生物污垢对翅片管换热器换热和压降特性的影响。
为了减少亲水层脱落与接触热阻的影响，实验中使用全新的换热器。
为了加快实验进程，采用人工加速培养微生物生长的方法模拟翅片表面生长微生物污垢。
实验对象和装置由于霉菌生长周期长，故实验采用人工加速霉变的方法使翅片管换热器表面生长霉菌。
根据国家标准GB/ T 2423.162-1999，选用无毒且空调中普遍生长的黑曲菌标准菌株(A TCC 16888，第4-5代) 进行人工加速培养。
研究选用4个附带亲水层的人字波纹翅片管换热器，其结构采用紫铜管外嵌整体式铝合金翅片，如图1 所示。
图中，s、b、l1 、l2 和θ分别为翅片间距、翅片厚度、翅片投影长度、翅片高度和波纹角。
其中3个换热器进行翅片表面霉变处理，处理后霉菌面积分别约占换热器空气侧表面积的10 %、30 %和60 %，经过霉变处理后的照片如图1所示。
图1生长微生物污垢的换热器照片实验装置由封闭式空气回路和冷却水回路组成。
由安装在测试段两侧的压差传感器来测量换热器的压降，喷嘴室测量空气回路的流量，入口空气的干球温度和相对湿度通过加热器和加湿器来调节，如图2所示。
实验工况如下: t a,in= (27 ±0.2)℃，Ha=50±2 %，t w,in=( 5±0.5)℃，u a,in = 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 m/s。
图2实验系统原理图实验结果与分析图3描述了不同风速下，微生物污垢面积A b对空气侧压降Δp a的影响。
由图可见，u a,in相同时，Δp a随着A b的增加逐渐增大。
不同进风条件下翅片管换热器传热和压降特性的实验研究
Ａ ｂｓ ｒ ｔ ｔ ａｃ ：Ｔｈｅ ｐ ｒｏ ｍ ａ ｃ ｓ ｏ ｅ ｔｔａ ｓｅ ｎ ｒ ｓｕ ｅ ｄ ｏ ｆ ｔ ｅ ｆ ｔｂｅ ｈ ａ ｘ ｈ ｎ ｅ ｓ ｗ ｉ ｅ ｄｆｅｅ ｔ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｆ ｈ ａ ｒ ｎ ｆ ｒａ ｄ ｐ ｅ ｓ ｒ ｒ ｐ ｏ ｈ ｎ— ｉ ｕ ｅ ｔ ｅ ｃ ａ ｇ ｒ ｔ ｔ ｉ ｒ ｎ ｈ ｈ
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波纹翅片管式换热器空气侧传热与阻力性能
波纹翅片管式换热器空气侧传热与阻力性能高飞.1 陈莹.1 左建国.2 李维仲.2（1.三洋电机(中国)有限公司大连分公司,大连116023；2.大连理工大学,大连116023）摘要：建立了翅片管式换热器空气侧性能评价试验装置，通过试验对采用波纹翅片的1-5列换热器在迎面风速为0.2-8m/s的范围内的传热与阻力性能进行了分析，考察了列数对其性能的影响。
通过对于实验结果的无量纲化，整理出关于波纹翅片管式换热器在干空气条件下的空气侧换热与阻力特性的试验关联式，并且关联式的各项系数只与换热器的列数有关。
可为翅片管式换热器的设计计算提供参考。
关键词：波纹翅片换热器传热关联式0 前言近年来，在暖通空调领域中改善能源利用率已成为重要课题，翅片管式换热器在这些领域中有着广泛的应用。
在换热器的设计过程中，空气侧的传热与阻力特性通常是采用试验拟合公式进行计算。
目前所见的试验拟合式大多数都非常复杂，适用的换热器的尺寸范围也很大[1-10]。
在实际的生产制造过程中，每个公司所能生产的翅片管换热器的种类有限，尺寸有所不同，因此在设计时，使用这一类通用的拟合公式进行计算，其结果会存在很大的偏差。
并且，各拟合公式通常都是在常用的风量范围内进行试验来获得。
因此，换热器的在较小的迎面风速范围内的特性曲线与更大的迎面风速范围内的特性曲线会有所差别。
为了评价在较大的迎面风速范围内（0.2-8m/s）的翅片管式换热器的性能，采用温水空气试验装置，对波纹翅片管式换热器的传热和阻力特性进行评价。
1.被试换热器与试验装置1.1被试换热器在本试验中，翅片管式换热器为单流程正三角式排列。
换热器主要规格见表1。
1.2试验装置试验装置如图1所示，包括空气系统和水系统两部分，可直接测量换热器空气的干湿球温度、相对湿度、压差，以及水的温度、流量和压差。
试验装置部分部件设计以及计算公式参照国家标准《GB/T 19232-2003》。
1.2.1空气系统为了获得更大的迎面风速，试验装置的空气系统用大小两个风洞组成，采用变频调节的引风机强迫空气流过换热器、风室和喷嘴，通过单个或喷嘴的组合来产生一定的风量。
翅片管换热器热阻
翅片管换热器热阻热交换是许多工业系统中必不可少的过程。
热交换器是实现这一过程的关键元素。
其中，翅片管换热器是最常见的一种换热器，在许多应用领域得到了广泛应用。
然而，翅片管换热器的热阻是一个重要而又复杂的概念，需要认真理解才能更好地设计和优化翅片管换热器。
以下是关于翅片管换热器热阻的详细介绍和分析。
一、翅片管换热器的结构和原理：翅片管换热器由许多翅片管排列组成，翅片管外面可以套上一层管壳，并且在管内外两侧各设置流体。
热量从流体一侧通过翅片管传递到流体二侧。
这一过程的效率取决于各种因素，比如热传递表面积、传热介质的传热能力等等。
二、热阻的定义和计算方法：热阻是指传热过程中热量在单位时间内通过传热器的能力与传热区域的温度差的比值。
它的计算公式为：R=ΔT/Q，其中ΔT为传热器两侧的温度差，Q为传热速率（即单位时间内的传热量）。
热阻的单位是K/W。
三、热阻的影响因素：1. 翅片管的数量2. 翅片管的形状和大小3. 翅片管之间的间距4. 翅片的厚度和材料5. 流体的流速和流量6. 流体的传热能力以上因素都会影响翅片管换热器的热阻，使传热器的效率发生变化。
四、解决热阻影响的方法：1. 优化翅片管的数量和排列方式，增加热传递面积，提高传热效率。
2. 选择合适的翅片管形状和大小，避免过于密集或者疏散排列。
3. 在翅片之间设置支撑，防止变形和变形后的流量不均。
4. 选择合适的翅片材料和厚度，使其具有较好的导热性。
5. 控制流体的流速和流量，避免流动过快或者过慢，影响传热效果。
6. 选择传热能力强的传热媒介，如水或者油。
综上所述，翅片管换热器的热阻是影响其传热效率的重要因素。
正确理解和优化热阻的影响因素，能够提高翅片管换热器的传热效率，降低操作成本，并且延长设备的使用寿命。
翅片管束外强制对流换热系数及阻力的测定实验
翅片管束外强制对流换热系数及阻力的测定实验一、实验目的1．了解对流换热的实验研究方法；2．学会翅片管束管外放热和阻力的实验研究方法3．学习测量风速、温度、热量的基本技能。
二、实验原理根据相似理论，流体受迫外掠物体时的换热系数α与流体流速、物体几何参数、物体间的相对几何位置以及流体物性等的关系可用下列准则方程式描述：Nu = f (Re，Pr) （12.2—1）实验研究表明，空气横掠管束表面时，由于空气普郎特数(Pr=0.7)为常数，故一般可将上式整理成下列的指数形式，Nu m = C Re m n （12.2—2）式中Nu m——努谢尔特准则，Nu m=α d / λm ；Re m——雷诺准则Re m = ω d / νm；C、n——均为常数，由实验确定。
上述各准则中α——壁面平均对流换热系数，W／m2·℃；d——实验管外径，作为定性尺寸，m；λ——空气导热系数，W／m·℃；ω——空气流过实验管外最窄截面处流速，m／s；ν——空气运动粘度，m2／s。
角下标“m”表示以空气边界层平均温度t m = 0.5(t w+t f)作为定性温度。
式中t w为实验管壁面平均温度，[℃]，t f为空气平均温度，[℃]。
本实验的任务在于确定C与n的数值，首先使空气流速一定，然后测定有关的数据：电流I 、电压V 、管壁温度t w 、空气温度t f 、微压计动压头h、测试段静压差H（阻力）。
至于α、ω在实验中无法直接测得，可通过计算求得，而物性参数可在有关书中查得。
得到一组数据后，可得一组Re、Nu值；改变空气流速，又得到一组数据，再得一组Nu、Re值；改变几次空气流速，就可得到一系列的实验数据。
三、实验设备本对流实验在实验风洞中进行。
实验风洞主要由风洞本体、风机、构架、实验管及其加热器、水银温度计、倾斜式微压计、皮托管、电位差计、功率表以及调压变压器等组成。
实验风洞如图12.2-1所示(温度计、微压计、电位差计、调压变压器等在图中未示出)。
家用空调室外机波纹型翅片管换热器空气侧传热与压降性能研究
家用空调室外机波纹型翅片管换热器空气侧传热与压降性能研究施骏业;陈晓宁;陆冰清;蔡博伟;徐博;陈江平【期刊名称】《制冷技术》【年(卷),期】2015(000)006【摘要】全铝微通道换热器，尤其是百叶窗翅片换热器，已成为家用空调提高效率降低成本的关注热点。
但微通道换热器通常采用的百叶窗翅片表面结构复杂，易于被颗粒物污染。
本文采用表面流体迟滞区较少的波纹型翅片替代百叶窗翅片，对7种波纹型翅片微通道换热器样件进行了性能测试，得到了空气侧传热和压降特性。
利用非线性回归和F显著性检验方法进行拟合，得到的波纹翅片换热和压降关联式可以准确预测90%以上的数据，其预测误差在15%以内。
【总页数】5页(P13-17)【作者】施骏业;陈晓宁;陆冰清;蔡博伟;徐博;陈江平【作者单位】上海交通大学机械与动力工程学院制冷及低温工程研究所，上海200240;上海交通大学机械与动力工程学院制冷及低温工程研究所，上海 200240;上海交通大学机械与动力工程学院制冷及低温工程研究所，上海 200240;上海交通大学机械与动力工程学院制冷及低温工程研究所，上海 200240;上海交通大学机械与动力工程学院制冷及低温工程研究所，上海 200240;上海交通大学机械与动力工程学院制冷及低温工程研究所，上海 200240【正文语种】中文【相关文献】1.波纹翅片管心偏移条件下空气侧传热流动性能数值研究 [J], 屈治国;杨文燕;闫志恒;廖清高2.带亲水层条缝型翅片管换热器析湿工况空气侧换热与压降特性 [J], 马小魁;丁国良;张圆明3.析湿工况下波纹翅片管换热器空气侧换热与压降特性 [J], 刘金平;戴绍碧;叶立平4.两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 [J], 谷波; 彭文豪; 曾炜杰5.带亲水层波纹翅片管换热器析湿工况空气侧换热与压降关联式 [J], 马小魁;丁国良;张圆明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
翅片管式换热器空气侧流动及换热性能的数值模拟
翅片管式换热器空气侧流动及换热性能的数值模拟陈彪;余敏;龙时丹;王晓阳【摘要】Theperformanceofflowandheattransferofthreekindsoffinandtubeheatexcha ngers including plane fin,average pitch wave-fin and increasing pitch wave-fin heat exchangers were numerically simulated with CFD software,and the distributions of temperature,pressure and velocity on each central plane of fluid region were obtained.In addition,the mean surface heat transfer coefficient and resistance coefficientoffinweremeasuredunderdifferentwindvelocity.Thenumericalresu ltswereprovedtobe correct by the available experimental data.The study indicates that Nu number of the increasing pitch wave-fin is13.8%~29.3%higher than the plane fin,and 5.5%~10.3%higher than the average pitch wave-fin,thus achieving remarkable heat transfer enhancement.%借助CFD软件对3种不同类型的翅片管式换热器（平直翅片、均匀波纹翅片和倾角渐增波纹翅片）的流动传热性能进行了三维数值模拟计算，得出了在不同入口风速下各流域中心面的温度场、压力场和速度场分布图，计算出各翅片表面在不同风速下的平均传热系数和阻力系数，并与相关实验数据对比，证明该数值模拟的正确性．研究结果表明，倾角渐增波纹翅片的平均努谢尔数比平直翅片的高13．8％～29．3％，比均匀波纹翅片的高5．5％～10．3％，其强化传热效果显著．【期刊名称】《上海理工大学学报》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】5页(P307-311)【关键词】翅片管式换热器;数值模拟;传热系数;阻力系数【作者】陈彪;余敏;龙时丹;王晓阳【作者单位】上海理工大学能源与动力工程学院，上海 200093;上海理工大学能源与动力工程学院，上海 200093;上海法维莱交通车辆有限公司，上海 201906;上海理工大学能源与动力工程学院，上海 200093【正文语种】中文【中图分类】TK121目前，翅片管式换热器已广泛应用于石油化工、航空航天、车辆工程、动力机械及低温制冷等领域.由于翅片管式换热器的主要热阻为空气侧热阻，因而合理设计翅片结构和增强翅片侧传热性能是改善翅片管式换热器性能最有效也是最常用的途径.传统方法主要是使用波形翅片和孔槽型翅片，国内外学者对翅片管式换热器空气侧的换热进行了许多实验和数值模拟的研究工作.例如，陈莹等对不同迎面风速下平直翅片和波形翅片进行了数值模拟和实验的对比研究［1］.Wongwises和Chokeman实验研究了波形翅片管式换热器的翅片倾斜度和管排数对空气侧换热性能的影响，结果表明，雷诺数高于2 500时，随着翅片倾斜度的增加，阻力系数增加，但是，对换热因子的影响不是很显著；雷诺数低于4 000时，换热因子和阻力系数随着管排数的增加而降低［2］. Jang和Chen通过数值模拟研究了三维波形翅片管式换热器中的传热和流动特性，结果表明，波形翅片的换热因子比相应的平直翅片的高63%～73%，阻力系数也高出75%～102%［3］.信石玉和崔晓钰利用数值模拟的方法，研究了空调系统用的翅片管式换热器的开缝翅片的开缝微肋结构对翅片整体的流动与传热特性的影响，得出翅片开缝微肋在既定工况下存在最佳倾斜角度等结论［4］.作者使用CFD软件对平直翅片管换热器和波纹翅片管换热器的空气侧气流进行了三维数值模拟，其中，波纹翅片管又分为均匀波纹翅片与倾角渐增波纹翅片，得出了3种类型翅片换热器的速度场、温度场及压力场的分布情况，其结果对工程应用及换热器研究具有一定的参考价值.1.1 几何模型及边界条件首先对计算模型作几点简化和假设：a.忽略辐射换热，不考虑换热管轴向传热及管排间的逆向导热.b.马赫数较低，流动是不可压缩流动.c.翅片导热系数无限大，即翅片上的温度均匀分布.d.忽略翅片和管外壁的接触热阻.数值模拟使用的是商业软件Fluent 6.3.26，由前处理软件Gambit 2.4.6建立三维模型并划分网格.翅片的材料为铝，3种翅片的结构尺寸如表1所示，边界条件设置如表2所示.以均匀波纹翅片管为例，它的计算区域及边界条件定义分别如图1和图2所示.u为空气入口速度，T为空气温度.1.2 数学模型空气入口速度u取值范围为0.5～5.0 m／s，雷诺数Re＜2 000，因此，空气在翅片间的流动状态为层流.控制方程参考文献［5］.质量守恒方程式中，ui为速度分量；xi为坐标分量；ρ为空气密度.动量守恒方程式中，uk为速度分量；μ为空气动力黏度；p为压力.能量守恒方程式中，k为空气导热系数；cp为空气比定压热容.通过CFD软件的前处理软件Gambit建立三维模型，将流域中心面设置为周期边界并划分周期网格.对于平直翅片，由于结构相对简单，使用的是六面体和四面体混合结构网格，而对波形翅片采用的是四面体非结构网格.在Fluent软件中设置翅片和换热管为固体壁面边界条件，温度固定在318 K.求解器中设置能量方程和动量方程的离散格式为二阶迎风格式，选取Simple算法求解压力速度耦合方程.为保证精度，在求解迭代过程中需使连续性方程和动量方程残差小于10-3，能量方程残差小于10-6，并检验进出口流体热流量差是否达到10-3W量级，假如满足以上条件，可认为计算已经收敛［6］.本文设定迭代步数为1 000，计算收敛后再对结果进行分析和讨论.3.1 不同翅片形式的换热流动情况分析选取空气入口速度为2 m／s时流域中心面的温度场、压力场和速度场分布进行分析讨论.分析图3可以看出，由于平直翅片表面平坦光滑，气体所受扰动较弱，换热过程比较柔和，温度等值线光滑而均匀，呈分层波纹状.而对于波纹翅片，气流扰动较强，换热强烈，温度场分布不均且变化剧烈，温度等值线分布紊乱，呈狭长带状.在迎风侧，温度梯度较大，换热强烈；在背风侧，恰好相反.这是因为背风面发生绕流脱体影响了换热，波纹翅片对绕流脱体现象有一定的破坏作用，因而波纹翅片增强了换热效果.分析图4（见下页）可以看出，平直翅片的压力场均匀分布，为分层波纹状.而波纹翅片的压力场比较紊乱，分层比较狭长.由于波纹翅片对流场的扰动作用比平直翅片的大，因而造成的阻力损失较大，要保持相同的进口流速和进出口压力，必须增大风机的功率.在最小流通截面的两侧，压力先降后升，近壁面处有负压区存在，这是因为流体在绕流圆管时，流通截面的变化引起速度变化，导致空气静压先减后增，从而出现沿程压力的周期性变化.分析图5（见下页）可以看出，空气横掠叉排管束时由于流通截面的渐缩和渐扩作用，使流动速度产生周期性的交替变化，同时在背风面产生了局部的回流和漩涡，但是，相比平直翅片，波纹翅片的脱体回流区较小，这样就增强了背风侧的换热效果.3.2 不同空气入口速度下换热情况分析空气入口速度与压降Δp、换热量Q之间的变化关系曲线如图6和图7所示.分析图6可以看出，3种翅片换热器的换热量都随空气入口速度的增大呈现递增的趋势.以3 m／s的入口速度为例，均匀波纹翅片和倾角渐增波纹翅片的换热量分别是平直翅片的1.18倍和1.23倍，即在相同工况下，倾角渐增波纹翅片的换热效果最好，而平直翅片的最差.但是，从图7可以看到，随着空气入口速度的增大，各翅片管式换热器的压力损失也显著增大，且倾角渐增波纹翅片的增幅最大，最大时为平直翅片的2.03倍，即翅片类型对阻力性能有很大的影响.由此可以认为，波纹翅片增强了传热效果，压力损失也相应增加.但是，在对换热器体积要求严格且需要较高换热量的场合，波纹翅片的优势是显而易见的，而且倾角渐增波纹翅片比均匀翅片的换热效果更佳.雷诺数Re与阻力系数f、努谢尔数Nu之间的关系曲线如图8和图9所示.分析图8和图9也能得出上述相同的结论，即倾角渐增波纹翅片的换热效果最好，同时阻力损失也最大.本文对均匀翅片的数值模拟的计算结果略大于文献［1］中的实验数据，如图9所示，其雷诺数Re与努谢尔数Nu之间的关系曲线变化趋势一致，误差在10%以内，其影响因素主要是实验散热损失及翅片实际尺寸与设计尺寸的误差.因此，可以认为数值模拟的计算结果是相对可靠的.a.平直翅片的温度场、压力场分布均匀，呈分层波纹状；波纹型翅片的温度场、压力场分布相对紊乱，呈狭长带状.b.在其它工况不变时，增大空气入口速度可以增强翅片的换热效果，同时，空气入口速度的增大也会使阻力损失增加，所以，空气入口速度的提升应当在压降允许范围之内.c.流体横掠平直翅片时，速度场的变化相对平缓，脱体漩涡区域较大，不利于背风面换热；而对波纹翅片，流场速度变化剧烈，脱体区漩涡形成受阻，因而有利于背风面充分换热.d.雷诺数Re在400～1 500的范围内，波纹翅片的传热性能强于平直翅片的，因为，波纹翅片不仅可以加大流道的长度，而且它波纹状的流道使流体充分混合，从而增强了传热效果；波纹翅片改变了流体的速度场，减小了速度矢量和热流密度矢量的夹角，从而增强了场协同的程度，强化了换热［7］.e.空气入口速度在0.5～5.0 m／s时，倾角渐增波纹翅片的换热系数比平直翅片的高13.8%～29.3%，倾角渐增波纹翅片的压降损失比平直翅片的高14.1%～108.2%；均匀波纹翅片的换热系数比平直翅片的高8.3%～18.9%，均匀波纹翅片的压降损失比平直翅片的高10.0%～71.8%.因此，在实际工程应用中可以按照换热器的运行工况和使用条件选择不同类型的翅片.【相关文献】［1］陈莹，高飞，高冈大造，等.翅片管式换热器空气侧性能的数值模拟［C］∥中国制冷学会2009年学术年会论文集.北京：中国制冷学会，2009：1-5.［2］ Wongwises S，Chokeman Y.Effect of fin pitch and number of tube rows on the air side performance of herringbone wavy fin and tube heat exchangers［J］. Energy Conversion and Management，2005，46（13／14）：2216-2231.［3］ Jang J，Chen L K.Numerical analysis of heat transfer and fluid flow in a three-dimensional wave-fin and tube heat exchanger［J］.International Journal of Heat and Mass Transfer，1997，40（16）：3981-3990.［4］信石玉，崔晓钰.微肋角度对开缝翅片流动与传热性能影响的三维数值模拟［J］.上海理工大学学报，2009，31（6）：525-528.［5］王福军.计算流体动力学分析——CFD软件原理与应用［M］.北京：清华大学出版社，2004. ［6］韩占忠，王敬，兰小平.FLUENT流体工程仿真计算实例与应用［M］.北京：北京理工大学出版社，2004.［7］过增元.换热器中的场协同原则及其应用［J］.机械工程学报，2003，39（12）：1-9.。
翅片管式换热器换热与压降特性的试验研究
第18卷第4期 邊"f變确2 〇 1 8 年 4 月REFRIGERATION AND AIR-CONDITIONING89-92翅片管式换热器换热与压降特性的试验研究秋雨豪赵华(英格索兰亚太工程技术中心）摘要通过工程应用妻例，选取市场上最常用的一类翅片管式换热器，针对不同的管排数和翅片间距，对其换热以及压降性能进行试验研究，并针对换热性能的差异对空调系统的影响进行分析评估。
研究结果对于空调系统的研发过程具行一定的指导意义。
关键词翅片管式换热器;换热性能；压降Experimental study on heat transfer and pressure dropcharacteristics of finned-tube heat exchangerQiu Y u h a o Zhao H u a(Ingersoll R a n d Engineering &Technology Center-Asia Pacific)ABSTRACT Based on the engineering application,the most popular finned-tube heat exchanger i s selected to experimentally evaluate the heat transfer and pressure drop characteristics for different tube row and fin spacing.Moreover,the effect of heat transfer deviation on the air-conditioning system i s also analyzed.T h e study result has a profound guiding significance for the research and development process of air-conditioning system.KEY WORDS finned-tube heat exchanger；heat transfer performance；pressure drop针对翅片管式换热器的强化换热研究通常有 以下几种方法[1]:一是减小换热管的管径，同时减 小管排横向间距及纵向间距，从目前家用空调器 所采用的换热管尺寸来看，其管径有不断减小的 趋势（9.52 m m—7.94 m m—7.0 m m)I二是增强空 气侧的扰流程度，常用方法就是采用波纹翅片，不 断改变气流来流方向，从而达到强化换热的目的；二是米用桥片或者开窗片，将翅片表面沿气流方 向逐渐断开，从而阻止翅片表面空气层流边界层 的发展，使得边界层在各个表面不断地被破坏，又 在下一个冲条形成新的边界层，利用冲条的前缘 效应，达到强化换热的目的。
波纹翅片管换热器空气侧流动换热特性的数值模拟研究的开题报告
波纹翅片管换热器空气侧流动换热特性的数值模拟研究的开题报告一、研究背景与意义波纹翅片管换热器是目前工业上常用的换热设备之一，其具有较高的传热效率、强化传热和抗污染能力等优点。
空气侧是波纹翅片管换热器的主要传热部分，其流动换热特性直接影响换热器的整个传热效果。
因此，深入研究波纹翅片管换热器空气侧的流动换热特性，对于提高换热器的传热效率和优化其结构设计具有重要意义。
二、研究内容本研究旨在通过数值模拟的方法，研究波纹翅片管换热器空气侧的流动换热特性。
具体研究内容如下：1. 建立波纹翅片管换热器的数值模型，采用计算流体力学（CFD）方法对其空气侧流动换热特性进行模拟分析。
2. 探究不同波纹翅片管换热器结构参数（如波纹角度、翅片高度、翅片密度等）和操作参数（如风速、进口温度等）对空气侧流动换热特性的影响，得出其最佳设计参数及工作条件。
3. 对比分析波纹翅片管换热器和其他换热器的流动换热特性，探究其相对优势和不足，为今后的换热器研发提供参考。
三、研究方法和技术路线本研究采用计算流体力学（CFD）方法进行数值模拟，使用ANSYS Fluent软件建立波纹翅片管换热器的三维实体模型，通过设置不同的边界条件和物理模型，对其流动换热特性进行模拟分析。
研究技术路线如下：1. 建立波纹翅片管换热器的三维实体模型，包括几何结构和材料参数等相关信息。
2. 进行网格划分和质量控制，确定合适的网格密度和尺寸。
3. 设定边界条件和物理模型，包括入口边界条件、出口边界条件、气体运动模型、传热模型等。
4. 进行仿真计算，得到波纹翅片管换热器的流动场和传热场的分布情况。
5. 对模拟结果进行分析和评估，探究不同参数对流动换热特性的影响，得出最佳设计参数和工作条件。
6. 对比分析波纹翅片管换热器和其他换热器的流动换热特性，并对其相对优势和不足进行讨论。
四、预期成果1. 建立波纹翅片管换热器的数值模型，实现对其空气侧流动换热特性的精细化模拟。
带亲水层条缝型翅片管换热器析湿工况空气侧换热与压降特性
ｎ ｍｂ ｒｏ ｂｅ ｒ ｗｓ ａ ｄ ｉｌ ｔ ｅ ａｉｅ ｈ ｍｉ ｉｙ ｏ ｉｓｄ ｅ ｏ ｍａ ｃ ｒ ｎ ｅ ｔｇ ｔ ｄ Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｎｄｃ ｔ ｕ ｅ ｆｔ ｏ ｎ ｅ ｌ ｔ ｕ ｄ ｔ ｎ ａｒ ｉｅ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｗｅｅ ｉｖ ｓｉ ａｅ ． ｅ ｒ ｓ ｌｓｉ ｉａｅ ｕ ｎ ｒ ｖ ｆ
ｔ１ｔ ｈ ｆｅ ｔｏ ｉｎ ｐｉ ｈｏ ｈ ｅ ｒ ｓｅ Ｓｓ ａ ｌ ｅ ｅ Ｒｅ ｎｏ ｄ ｕ ｂ ｒｉ Ｏ ｗｈｉ ｅｈ ａ ａ ｓｅ ｌ ｅｅ ｆ ｃ ｆｆ ｔ ｎ ｔ ｅｈ ａ ｔａ ｆｒｉ ｍ ｌ ａｔ ｃ ｔ ｎ ｗｈ ｎ ｔ ｙ ｌ ｓｎ ｍ ｅ Ｓｌ Ｗ， ｈ ｌ ｔ ｅ ｔｎ ｆｒ ｅｈ ｔ ｒ ｄ ｃ ｅ ｓ ｓｗ ｉ ｎ ｒ ａ ｅ ｏ ｎ ｐｔ ｈ ｉ ｈ ｅ Ｒｅ ｏｌ ｓｎ ｍ ｂ ｒｉ ｇ ｅ ａ ６ ０． ｅ ｅ ｆ ｃ ｆｆｎ ｐｉ ｈ ｏ ｈ ｅ ｒ ａ ｅ ｔ ｉ ｃｅ ｆｆ ｉ ｆｔ ｙ ｈ ｓ ｉ ｃ ｎ ｄ ｕ ｅ Ｓｂｉ ｇ ｒｔ ｎ ｌ ０ Ｔｈ ｆｅ ｔｏ ｔ ｎ ｔ ｅ ｈ ｉ ｃ
ｅ ｉｅ ｔ ｖ ｄ ｎ ，ｗｈ ｌ ａ ｅｐ ｅ ｓ ｒ ｏ Ｓｎ ｔ ｂ ｏｕ ． ｅ ｈ ａ ａ ｆ ｒｉ ｃｅ ｅ ｌｇ ｔ ｔ ｅｉ ｃ ｅ ｅＯ ｉｅｔ ｔ ｔ ｒ ｓ ｕ ｅｄ ｐ ｉ ｏ ｖｉ ｓ Ｔｈ ｅ ｔ ｒ ｍ ｅ ｎ ｒ ａ ｓｓｉ ｈ ｌ ｗｉ ｔ ｎ ｒ ａ ｆ ｈ ｏｎｈ ｒ ｏ ｔ ｓ ｙ ｈ ｈ ｓ
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｉｓｄ ｅ ｔｔａ ｓｅ ｄ ｐ ｅ ｓ ｒ ｒ ｐ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉｓｏ ｌｔｆｎ ａ ｄ．ｕ ｅ ｔｅ ｃ ａ ｇ ｒ ｔ１ ｓｒ ｃ ： ｅ ａｒ ｉ ｅｈ ａ ｒ ｆ ｒａ ｒ ｓ ｕ ｅ ｄ ｏ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｆｓｉ － ｎ ｎ ｉ ｎ ｔｂｅｈ ａ ｘ ｈ ｎ ｅ ｓｗｉ ｌ ｈ ｄ ｏ ｈ ｌｃ ｃ ｔｎ ｗｅ ｅ ｓｕ ｉｄ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌｙ ｕ ｄ ｒ ｄ ｈｕ ｉ ｆ ｎ ｎ ｉｉ ｎ ．Ｔｈ ｅ ｅ ｔ ｉ ｉｃ ． ｙ ｒ ｐ ｉｉ ｏａｉ ｇ ｒ ｔ ｄ ｅ ｘ ｅ ｉ ｎ ａｌ ｎ ｅ ｅ ｍ ｄｉ ｙｉｇ ｃ ｄ ｔｏ ｓ ｏ ｅ ｆ ｃｓ Ｏｆ ｆｎ ｐ ｔｈ
翅片管单管传热性能测试分析与评价
翅片管单管传热性能测试分析与评价徐建民’谢国雄夏文武喻九阳赵天波（武汉化工学院）（湖北长江石化设备）摘要：根据JB/TQ537《空冷器翅片管单管传热性能测试方法》和GB/T15386《空冷式换热器》的规定和要求，对不同参数规格的翅片管进行了单管空冷传热性能测试，得出了总传热系数K与有效通风截面积空气质量流速U的关系曲线和关联式，分析了影响传热性能的主要因素。
关键词：翅片管换热器传热性能测试分析0 前言翅片管作为一种高效传热元件广泛应用于石油化工及各种空冷设备中，其传热性能对设备的冷却效果具有决定性作用[1]。
为了探究不同结构参数翅片管的性能，本文对不同直径的轧制和绕制翅片管进行了单管传热性能测试与分析评价。
1 试验装置及测试流程试验装置如图1所示。
管内走水蒸气，管外为冷空气。
蒸汽温度及冷空气进、出口温度采用铂热电阻进行测量，凝液温度采用水银温度计测量，空气流量采用笛型均速管差压传感表1 06#试件传热参数测试记录（试验环境大气压为100360Pa，环境温度为35℃）进气管空气流量m3.h一1 进气管测点空气温度℃进气管测点空气压力（表压）pa风筒测试段空气进口温度℃风筒测试段空气出口温度℃管内蒸汽温度℃管内蒸汽压力MPa凝液温度℃蒸汽质量流量kg.h-1最窄截面质量流速U6Kg.m-2.s-1传热系数K6w.m-2.c-12．c一1180 43.6 520 41.3 60.7 110.1 0.1433 99.5 1.762 4.332 873.3 200 44.7 650 43.2 61.4 109.9 0.1428 99.3 1.834 4.802 933.3 220 44.9 780 44.3 61.4 110.7 0.1468 99.6 1.869 5.286 957.6 240 44.9 940 44.7 60.8 109.8 0.1423 99.4 1.929 5.775 995.0 260 44.7 1120 44.7 60.1 110.0 0.1433 99.5 2.000 6.272 1022.5 280 44.5 1310 44.6 59.5 110.6 0.1463 99.4 2.084 6.771 1054.5 300 44.3 1510 44.5 58.7 110.1 0.1438 99.4 2.156 7.274 1080.8 变送流量计测量。
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第18卷第3期淹f寶确2 0 18 年3 月REFRIGERATION AND AIR-CONDITIONING 42-46翅片管式换热器空气侧热阻和压降的测量误差分析及控制秋雨豪赵华(英格索兰亚太工程技术中心）摘要空调系统设计研发过程中，换热器的性能评估是一项重要的工作。
本文通过工程应用实例，介绍如何通过空调系统EER/C O P和制冷/制热能力的可接受偏差确定翅片管式换热器空气侧热阻和压降的测量误差，并对空气侧热阻和压降的测量误差控制进行研究。
该方法对空调系统的研发具有一定的指导意义。
关键词翅片管式换热器；系统可接受偏差；测量误差Measurement error analysis and control of air-side heat resistanceand pressure drop for finned-tube heat exchangerQ iu Y uhao Z hao H u a(In g erso ll R and E n gin eering&T ech no logy C en ter-A sia P acific)ABSTRACT T h e h eat e x chan g er perfo rm an ce assessm e n t is an im p o rta n t task in th e design and dev elop m en t of ai--con ditioning sy ste m.T h e m easu rem en t erro r for ai--side heatresistan ce and p ressu re drop of fin n ed-tu b e h e at ex chan ger can be ob tain ed acceptable deviation of E E R/C O P&co o lin g/h e atin g capacity for air-con ditioning s y s te m,w hich is in tro du ced th ro u g h engineering ex am p le.T h e co ntro l m eth o d for air-side h eat resistance and p ressu re drop is also stu d ied.T h is m eth o d has profoun d guiding significance for th e design and develo p m en t of air-con ditioning sy ste m.K EY W ORDS finned-tube heat exchanger；system acceptable deviation；m easurem ent error翅片管式换热器具有加工和装配简单、能够承受尚温3压、可罪性3、适应性强等优点，被广于制冷空调。
换热器的换热能力设计对整个系统的性能有着至要的*+。
通，影响翅片管式换热器换热能力的因素有：制冷剂在换热器管发、冷凝过程中的传热性能；翅片表面空气侧的换热性能；换热器总体的结构布[2]。
目前，国内外的学者进行多关于翅片管式换热器管内外侧流体的换热研究，拟合了很多换热式，但是此式通是I*某种的换热器。
在使用过程中，由于管内的强化、翅片形式的多样性、翅片结构参数的复杂性、管内流动工质的，以及管内外运行工况各，使前的换热关联式极大的限制*]。
所以，在空调系统设计过程中对翅片管式换热器的测试是一项非要的内容。
在翅片管式换热器的管与翅片之间存在一定的接触热阻。
而接触热阻的定量研究比较困难，以在测试过程中可以将接触热纳到空气侧的热阻中。
然而，测试存在的一个较大的问题是，然是测试，必然存在一定的测量误差。
那么，如何定量化评估测试过程中安装和测量于整个空调系统制冷/制热能力和E E R/C O P的 ， 空调设计过程中一项非要的设计考量因素。
笔者通过假设给出空调设计过程中整个系统的E E R/C O P和制冷/制热能力的可接受偏差。
这一可接受偏差，利用流体模拟软件翅收稿日期：2017-03-06作者简介：秋雨豪，博士，高级工程师，主要从事制冷空调产品可靠性和强化传热研究。
第3期秋雨豪等：翅片管式换热器空气侧热阻和压降的测量误差分析及控制• 43 •i i i M l t-1.5-2.03.23.33.43.53.63.73.83.9-1.5-2.0C O P(a)热阻测量误差对COP 的影响图2干工况条件下翅片管式换热器空气侧热阻的测量误差对CO P 和制热能力的影响2 4 68 10制热能力/Rt>)热阻测量误差对制热能力的影响12-1.5-2.0—1.5-2.03.23.33.43.53.63.73.83.9E E R(a)热阻测量误差对的影响图1湿工况条件下翅片管式换热器空气侧热阻测量误差对E E R 和制冷能力的影响2 4 68 10 12制冷能力/Rt(b)热阻测量误差对制冷能力的影响从图1可以看出，翅片管式换热器作为蒸发器的情况下，对于该型空调系统7个系列的名义工况点而言，换热器空气侧热阻*9%的偏-整 个系统的E E 只 在*0.6%的范围之内，对于制冷能力的影响也在*〇.(%的范围之内。
从图2可以看出，翅片管式换热器作为冷凝器的情况下，对于该型制冷系统7个系列的名义，上限 ■下限工况点而言，换热器空气侧热阻*9%的偏差对整个系统C O P 的影响在*0.5%的范围之内，对制热能力的影响相对较小，在*0.1 %的范围之内。
2翅片管式换热器空气侧压降可接受偏差评估于翅片管式换热器而言，除了空气侧的热阻对空调系统的££^/C O P 和制冷/制热能力有 较之外，空气侧压降也是 这2个参数的2.01.5<上限片管式换热器在测试过程中空气侧热阻和压降的容许偏差。
，通过测容许偏差行分析，并对如何有效控制 容许偏行说明。
该研究方空调系统设计过程中的翅片管式换热器性能评估具有一定的意义。
1翅片管式换热器空气侧热阻可接受偏差评估 在空调系统设计过程中，如果方法评估翅片管式换热器的性能，那么换热器的测量系统制冷/制热能力和££只/C O P 的影响 控制在的设计之内。
下面，以某型 空调系统的7个系列 ，分别对翅片管式换热器用作蒸发器（空气湿工况）和冷凝器（空气干 工况）的情况进行研究。
2.0上限■下限假定翅片管式换热器空气侧热阻的测量 ；对系统制冷能 ££：只的 *1%(这一可系统设计的行调整$在利用软件进行模拟的过程中，通 空调系统制冷能 £E 只的变化反推出系统中换热器作 发器（或者冷凝器）时空气侧的热阻测量。
所以，可事先假定测试过程中翅片管式换热器空气侧热阻的测量偏差为*3%。
根据6f f 原则，实际测试中热阻的测量变化范围应*9%。
在翅片管式换热器作发器的条件下，即对于空气湿工况而言，针对该种机型的额定 工况点，利用模拟软件*9%的偏个系统制冷能力和££只的影响，如图1所示。
2.0 r,r♦上限 ■下限%/«筚■%/糊導• 44 ,第！8卷-2-33.23.33.43.53.63.7E E R(a)热阻测量误差对£57?的影响3.83.9-2-32468 10制冷能力/Rt(b)热阻测量误差对制冷能力的影响12图3翅片管式换热器空气侧压降测量误差对EE 只和制冷能力的影响综合考虑换热器空气侧热阻和压降偏差对整个 空调系统7个系列产品的(COP )和制冷（制 热)能力的发现，预先设定的热阻±3N 的偏差压降±5%的偏差较大，可以 其进行调整，调整的方法与上述分析方 ，这是一个反复迭代的过程。
在预设空气侧热 压降的测量误差对系统££：i ?/C O P 和制冷/制热能力的影响时，没有必要将测量误差的 的过小，加大下一步的测量误差和重复的控制。
3翅片管式换热器空气侧热阻和压降的测量误制上文定义了测试过程中翅片管式换热器空气 侧热阻和压降的最大容许测量 。
假定忽略换热器在过程中的制造，那么在 的测过程中，如果 有 控制测量测试中的一 要内容。
通 说，在测试过程中，误差的 主要$个方面，即测量 E 和盘管的重复 。
其中，测量 主要是由于测量过程中所使用的热电偶、压差传感器、流量计等测量仪表的存在一定的，进而通过递使得翅片管式换热器空气侧热阻和压降产生一定的误差值。
而重复 主要是翅片管式换热器在 过程中，由于同一位操作丨安装过程不一致，或者不同的操作人员安装换热器的不可避免的。
下面分别对如何控制这$类误差进行说明。
3.1测量误差控制翅片管式换热器换热性能测试遵循标准ANSI /ASHRAE 33-$016 Methods of Testing Forced -Circu lation Air-Cooling and Air-Heating Coils ^A)，主 要采用焓差法。
该 的装置如图4所示。
f要求布置 的测试点，主要测点有进风干 球、进风湿球、出风干球、出风湿球温度、压差、风量、水流量、进/出水温度等。
ANSI /ASHRAE 33-$016中所有测量仪器的：作了严格要求。
湿球温度传感器压差传感器干球温度传感器图4翅片管式换热器空气侧热阻和压降测试示意图实际测试过程中试验仪器的测量精度通常要 高于ANSI /ASHRAE 33-$016要求的精度。
下面 以笔者测试过程中采用的仪器测量t 为例，对两者之间的 行对比，如表1所示。
重要因素。
所以，同样需要对空气侧压降的测量 偏差进行评估。
压降可接受偏 估方热阻可接受偏差的评估方 。
假定测试过程中翅片管式换热器空气侧压降的测量偏差为±5%。
f6'，那么的热阻测量变化±15%。
同样，以上述空调系，翅片管式换热器3厂■上限 ♦下限2-± 15%的空气侧压降变化范围对整个系统制冷能力 和的影响见图3。
从图3可以看出，对于该空调系统7个系列产 品的名义工况点而言，换热器压降±15%的偏差 对整个系统的££只影响在±0.5%的范围之内，而 于系统的制冷能较小。
3厂■上限 ◄下限2-M■♦4 ♦%/糊擊第3期秋雨豪等：翅片管式换热器空气侧热阻和压降的测量误差分析及控制•45 •表1测量仪器精度对比名称ANSI/ASHRAE33-2016要求测量精度测量器测量干球温度传感器±0.)± 0.075 )湿球温度传感器±0.)± 0.075 )进水温度传感器±0.)± 0.075 )出水温度传感器±0.)± 0.075 )电磁水流量计±1%量程±0.%量程空气侧压差传感器±1%量程或 0.005rnH20±0.%量程水侧压差传感器±0.49PSID±0.%量程环境温度传感器±0.)± 0.075 )除仪器精度的要求外，在测试中，由于进口空气干/湿球温度为进风截面上多个热电偶测得的平均值。