翅片管式换热器制冷剂流路对换热特性影响的实验研究(上)

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结霜工况下热泵机组翅片管换热器的传热特性研究

结霜工况下热泵机组翅片管换热器的传热特性研究

结霜工况下热泵机组翅片管换热器的传热特性研究摘要:在冬季制热工况下,热泵机组的室外换热器温度低于环境空气的露点温度时,翅片表面就会产生冷凝水;如果温度进一步低于0℃就会结霜,由此导致传热情况恶化,严重时机组无法正常运行。

为了确保机组正常运行,除霜必不可少,但又消耗了额外的能量,这些甚至影响了热泵的推广应用。

所以在保证换热器的传热性能不恶化的前提下,除霜周期的延长对于节约能量的实际意义是明显的。

因而对结霜工况下热泵机组常用的翅片管换热器的传热传质现象进行分析和优化设计,具有极大的实际意义。

本文应用正则摄动方法,研究结霜工况下等厚度环肋的传热传质问题,探索在一定体积条件下产生最大传热量的最优几何尺寸。

关键词:结霜工况热泵翅片管换热器正则摄动方法最优化1引言目前,热泵的应用越来越广泛。

在冬季制热工况下,当室外换热器的温度低于环境空气的露点温度时,翅片表面就会产生冷凝水。

如果温度进一步低于0℃就会结霜,由此导致传热情况恶化,严重时机组无法正常运行。

为了确保机组正常运行,除霜所以必不可少,而除霜又消耗了额外的能量,这些甚至影响了热泵的推广应用。

所以在保证换热器的传热性能不恶化的前提下,除霜周期的延长对于节约能量的实际意义是明显的。

因而对结霜工况下热泵机组的翅片管换热器的传热传质现象进行分析和优化设计,具有极大的实际意义。

由于霜对换热的影响明显,国内外对于翅片管换热器的结霜的研究相当活跃,但主要集中在除霜控制[1][2]、对霜的形成机理、霜及霜的特性的分析[3]和换热器结霜特性的模拟[4]的研究上。

对于换热器自身的结构对结霜的影响,则主要集中翅片变间距的研究[5]。

邓东泉[6]等通过实验对不同材料的翅片的传热特性进行了比较。

在变片距设计已经成为设计人员和研究人员的共识的情况下,对于翅片自身尺寸的设定往往由干工况下的经验而定,充分考虑结霜的影响方面的研究未见公开报道。

热泵机组的换热器,多用等厚度环型肋片来强化换热效率。

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

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。

翅片管换热器传热特性的数值模拟研究的开题报告

翅片管换热器传热特性的数值模拟研究的开题报告

翅片管换热器传热特性的数值模拟研究的开题报告一、选题背景及研究意义翅片管换热器作为一种常见的换热设备,在各种工业领域中广泛应用。

其优势在于具有较高的传热效率和达到较高的换热功率密度。

为了更好地了解其传热特性,需要对其进行数值模拟研究。

本文将针对翅片管换热器进行数值模拟研究,探讨其传热性能。

具体研究内容为:1)建立翅片管换热器的数值模型;2)分析不同数组方式和翅片参数对传热性能的影响;3)分析流体热物性参数对传热性能的影响;4)探讨翅片管换热器的优化设计。

此项研究具有重要的理论和实际意义。

理论上,研究翅片管换热器的传热特性,可以深入了解其换热信号,为设计和优化提供基础数据。

在实践中,通过有效的设计和优化翅片管换热器,减少能源消耗,提高生产效率,降低生产成本,具有重要的经济和社会意义。

二、研究内容和方法1.建立数值模型由于翅片管换热器的几何形状复杂,一般采用计算流体力学(CFD)方法进行数值模拟,以获得其传热性能。

本文将采用ANSYS Fluent软件建立封闭式水冷翅片管换热器的三维数值模型,模拟翅片管换热器的传热特性。

2.分析不同数组方式和翅片参数对传热性能的影响本文将选取不同数组方式和翅片参数,分别对其不同的传热性能进行分析研究。

分析各种参数对翅片管换热器传热效率影响的规律,为翅片管换热器的优化设计提供理论依据。

3.分析流体热物性参数对传热性能的影响流体热物性参数包括热导率、比热容和密度等,都是影响翅片管换热器传热性能的重要因素。

本文将在研究过程中分析这些参数对传热性能的影响。

4.探讨翅片管换热器的优化设计基于数值模拟结果及分析,根据目标要求,针对翅片管换热器进行有效的优化设计,提高其传热效率,降低运行成本,达到节能减排的目的。

三、预期研究成果1. 建立封闭式水冷翅片管换热器的数值模型,并进行合理的验证。

2. 探究不同数组方式和翅片参数对传热性能的影响规律。

3. 分析流体热物性参数对传热性能的影响规律。

论文振动翅片管流动与换热的介观数值模拟研究

论文振动翅片管流动与换热的介观数值模拟研究

论文振动翅片管流动与换热的介观数值模拟研究振动翅片管是一种常见的换热器件,其通过管道内的振动翅片来增强热传导和流动混合,从而提高换热性能。

介数模拟是一种有效的研究振动翅片管流动与换热的方法之一。

以下是对振动翅片管流动与换热的介数模拟研究的分析:1. 几何建模和网格划分:首先,需要对振动翅片管的几何形状进行建模,包括翅片的结构和管道的几何参数。

根据研究需求,可以选择二维或三维模型。

然后,将领域分割为网格单元,通常使用结构化网格或非结构化网格,以适应复杂的几何形状和流场。

2. 运动方程模拟:为了研究振动翅片管的流动特性,需要在数值模拟中考虑流体的流动运动。

通过求解流体力学中的Navier-Stokes方程,可以模拟流场的速度、压力和温度的变化。

针对振动翅片管,需要考虑流体的不可压缩性和翅片的良好运动模拟。

3. 振动翅片模拟:振动翅片的运动是振动翅片管换热性能的关键因素之一。

可以通过振动翅片上加入适当的振动力,或根据实验数据模拟振动模式。

同时,应考虑翅片在流动中产生的阻尼效应,如流体-结构相互作用(FSI)等。

4. 换热模拟:振动翅片管主要应用于换热领域,在模拟中需要考虑热传导、对流和辐射等换热机制。

根据流体的温度分布和翅片表面的换热特性,可以计算出管道内部和外部的换热效率和温度场分布。

5. 结果分析与优化设计:通过数值模拟,可以获得振动翅片管流动与换热的参数和特性。

通过分析和比较不同工况和翅片设计的结果,可以评估翅片形状、振动频率和幅度等参数对换热性能的影响,并进行优化设计。

需要注意的是,数值模拟只是对振动翅片管流动与换热的近似预测,具体的结果仍需与实验数据进行验证和修正。

此外,模拟过程中还需要合理选取边界条件、流体模型和模。

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.

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。

翅片管式换热器换热性能研究

翅片管式换热器换热性能研究

2021年8月Aug.2021第45卷第4期Vol.45,No.4热带农业工程TROPICAL AGRICULTURAL ENCINEERING翅片管式换热器换热性能研究①宋建②蔡家斌③熊贤沙李家春(贵州大学机械工程学院贵州贵阳550025)摘要为研究翅片管式换热器换热性能的影响因素,以阻力系数和换热因子作为目标函数,基于CFD 技术建立翅片管换热器模型,对不同结构的翅片管换热器进行数值模拟分析。

结果表明,翅片间距和翅片波纹高度对换热性能有较大影响,适当减小翅片间距和增大翅片波纹高度有助于提升换热器换热性能,翅片管纵间距对换热性能影响较小。

关键词翅片管换热器;数值模拟;翅片结构;换热性能中图分类号TK172Research on Heat Exchange Performance of Fin-Tube Heat ExchangerSONG JianCAI JiabinXIONG XianshaLI Jiachun(School of Mechanical Engineering,Guizhou University,Guiyang,Guizhou 550025)Abstract In order to study the influence of the structure of the fin-tube heat exchanger on the heat transfer performance,the resistance coefficient and heat transfer factor were used as the objective function to estab ‐lish the fin-tube heat exchanger model based on CFD technology,and analyzed the model by numerical sim ‐ulation;The numerical simulation results showed that the distance between of fins and the corrugation height have great influence on the heat transfer performance.The heat transfer performance of the heat ex ‐changer can be improved by reducing the distance between the fins and increasing the ripple height.The Longitudinal distance of the Tube has little effect on the heat transfer performance.Keywords fin-tube heat exchanger ;numerical simulation ;fin structure ;heat transfer performance空气源热泵技术常用于农作物干燥,建筑供暖等领域,翅片管换热器作为热泵系统重要的一部分,对其进行研究有助于提高系统节能效益。

翅片管换热器蓄冷过程特性的实验研究

翅片管换热器蓄冷过程特性的实验研究

翅片管换热器蓄冷 过程 特性 的实验研 究
李 玉 春
( 顺德职业技术学 院, 广东 佛山 58 0 ) 2 30
摘要 : 根据盘 管在 蓄冰期换热 系数较低 的情况 , 出采用 翅片管做蓄冰换热 器的方案, 提 并以 片距 1 m n的翅 片管换热 器进行 了实 2 l 7 验, 得到 了翅 片管换热 器蓄冷周期 的制冷 量变化规律 、 结冰 界面的推进过程 以及冰层 厚度 的分布情 况, 对后 续翅 片管蓄冰槽的 研 究有参考意 义。
O 引 言
冰蓄冷 空调 系统 中, 蓄冰槽 的换 热性 能至 关重 要 , 已成 为蓄冷技 术研 究的重 点之 一 。冷 媒 盘管直 接蒸 发
热 面 积 , 少 冰 层 厚度 是提 高 换 热 性 能 的 关键 , 纯 减 单 提 高 盘 管 密 度 会 占据 较 多 的蓄 冰 空 间 ,致 使 IF过 P 小 , 管外 加 装 翅 片 既可 增 大 换 热 面 积 , 基 本 不减 而 又 少 蓄冰 槽 的有效 蓄冰 空 间 。 因而 以翅 片管 做蓄冷 用换 热 器 应 是 可 选 的 技 术 方 案 之 一 。 笔 者 已对 管 径 为 95 / 管 间 距 为 2 . m 3 平 滑 铝 制 翅 片 , 厚 为 .2mi , 1 5 n, 4 片 02mi 的翅 片 管换 热 器进 行 了实验 研 究 , 与规 格 、 . / 1 并 长 度 、 置相 同 的无 翅 片盘 管 进 行 实 验对 比, 到 翅 布 得 片 管 换热 器 蓄 冷 系统 蓄冷 周 期平 均 制 冷量 ( 略漏热 忽 损失 , 即蓄 冷 量 ) 高 1. 水 泵停 止)蓄 冰 量 高 出 提 53 %( , 2. 59 %的效 果 。 蓄冷 开始 时 , 在 以折算 成管 外壁 面积 的 传 热 系数 的 比值 K翅 管/ 盘 在 1 片 K 管 . 0附近 , 即强 化效 果 不 明显 , 冷 中 后 期(3 n 后 , 热 系 数 比开始 蓄 15mi) 传

影响翅片管换热器换热值的因素有哪些

影响翅片管换热器换热值的因素有哪些

影响翅片管换热器换热值的因素有哪些翅片管换热器是一种常见的换热器,其主要作用是通过翅片管的换热表面,将热量从热源转移到冷源。

翅片管换热器的换热效率是一个重要的技术指标,影响其换热效率的因素有很多。

翅片管换热器的结构和原理翅片管换热器由一组平行排列的翅片管和支架构成,每个翅片管都由一根中心管和若干个翅片组成。

冷热介质分别通过翅片管内外的空间,完成热量传输。

翅片管换热器的原理是利用翅片管的大面积换热表面和流体的流速,使冷热介质的温度差达到最大,从而提高换热效率,实现热量的传输。

影响翅片管换热器换热值的因素1.翅片管的尺寸与数量:翅片管的尺寸和数量直接影响换热器的换热面积和流体流速。

当翅片管的数量和尺寸越大,换热面积越大,流速越慢,从而提高了换热效率。

2.翅片材质:翅片材质不同,其导热系数和热传导性能也不同。

因此,选择合适的翅片材质可以提高换热效率。

3.流体的流速与介质:流体的流速对翅片管换热器的换热效率有重要影响。

通常情况下,流速越大,热传递系数也就越大,换热效率越高。

另外,介质的物理性质和流量也会影响翅片管换热器的换热效率。

4.温度差:温度差直接影响翅片管换热器的换热效率。

当温度差越大时,热传递速率越快,换热效率也就越高。

5.径向间隙:翅片管的径向间隙不同,流体流动的速率也就不同,这会影响翅片管换热器的热传递效率。

通常情况下,径向间隙越小,换热效率越高。

影响翅片管换热器换热值的解决方法在实际的工程应用中,可以通过优化上述影响因素,来提高翅片管换热器的换热效果。

具体方法如下:1.优化翅片管的数量和尺寸,增大换热面积,提高换热效率。

2.选择合适的翅片材质,提高其导热系数和热传导性能,提高换热效率。

3.控制流体的流速和介质的流量,提高温度差,并适当增加翅片管的径向间隙,从而提高换热效率。

4.对于实际用途的换热器,可以通过模拟和实验方法来分析和优化其换热效率。

综上所述,影响翅片管换热器换热效率的因素有很多,我们需要根据实际应用的情况来综合考虑,并选择合适的解决方法,以提高其换热效率。

翅片管式气-液换热器变工况下传热特性研究

翅片管式气-液换热器变工况下传热特性研究

翅片管式气-液换热器变工况下传热特性研究苑中显;刘忠秋;吴波【摘要】采用FLUENT软件对高温空气-混合硝酸盐在翅片管式换热器中的换热进行了三维数值模拟,研究其换热与流动特性.模拟主要考察对于不同压力工况下及不同Re数的高温空气,换热器的换热及阻力特性.计算结果表明:随着空气侧流速及空气压力的增加,空气侧表面换热系数都有显著增加,同时流动阻力也有所增加.低压力工况时的换热及阻力特性曲线几乎随空气流速呈线性相关,高压力工况流动和换热呈非线性趋势.将数值模拟结果与实验结果进行了对比,对数值模拟结果的准确性进行了验证,并得出了流体物性对换热器性能的影响,给出了翅片管换热器在不同条件下的换热准则方程式.【期刊名称】《制冷与空调(四川)》【年(卷),期】2018(032)005【总页数】7页(P476-482)【关键词】翅片管式换热器;数值模拟;高温空气;混合硝酸盐;压力工况【作者】苑中显;刘忠秋;吴波【作者单位】北京工业大学环能学院北京 100124;北京工业大学环能学院北京100124;北京工业大学环能学院北京 100124【正文语种】中文【中图分类】TB657.5;TQ018当前各电厂的发电装机容量与电网容量都是按照最大需求建设,随电网峰谷差日趋增大,必然导致非用电高峰时发电机组的停机或低负荷运行及电网容量浪费。

2012年全国常规燃煤发电机组发电总负荷系数仅为52.1%[1],电网负荷利用系数也小于55%[2]。

储能[3]可大幅提高火电机组实际运行效率,增强电网输电能力。

超临界压缩空气储能系统利用低谷电,将空气压缩并储存在储气罐中,使电能转化为空气的内能存储起来,它解决了常规压缩空气储能系统面临的依靠化石燃料、储能密度低、依靠大型储气室、响应速度慢等问题[4]。

在超临界压缩空气过程中,空气的温度会随之升高,这部分热量如何被有效蓄集具有重要的研究意义[5]。

本文设计出一种翅片管式气-液换热器,可把这部分热量储存在熔融盐中[6]。

翅片管式换热器的研究进展

翅片管式换热器的研究进展
翅片管式换热器的研究进展
01 引言
03 研究方法 05 参考内容
目录
02 文献综述 04 结论与展望
翅片管式换热器是一种广泛应用于制冷、加热和能源回收等领域的高效换热 设备。本次演示旨在综述翅片管式换热器的研究现状、存在的问题以及未来的研 究方向,为相关领域的研究提供参考。
引言
翅片管式换热器具有传热效率高、占用空间小、应用范围广等优点,在能源、 化工、制冷、建筑等领域得到广泛应用。随着科技的不断进步,对翅片管式换热 器的性能和效率的要求也不断提高。因此,研究翅片管式换热器的优化设计、提 高其传热性能和效率具有重要意义。
自20世纪90年代中期以来,我国板翅式换热器技术得到了快速发展。国内企 业不断加大技术研发力度,提高产品质量和生产效率。同时,国内企业还积极与 国外企业进行合作,引进先进技术,提高自身的竞争力。
目前,我国已经成为全球板翅式换热器的主要生产国之一。国内企业不仅在 数量上实现了突破,还在技术水平和产品质量上取得了显著进展。
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3、提高耐腐蚀性能:通过选用新型耐腐蚀材料、优化翅片结构设计等手段, 提高板翅式换热器的耐腐蚀性能。
4、扩大应用领域:随着各个行业的不断发展,板翅式换热器的应用领域将 进一步扩大。例如,在新能源领域,板翅式换热器可以用于太阳能热水器、地源 热泵等领域;在环保领域,板翅式换热器可以用于废热回收、污水处理等领域。
在制造工艺方面,国内企业不断探索新的加工方法和材料,提高生产效率和 产品质量。例如,采用先进的数控机床和机器人技术,实现自动化生产;采用新 型高分子材料,提高产品的耐腐蚀性和机械强度。此外,国内企业还注重加强与 国际先进企业的交流合作,引进先进技术和管理经验,提高生产管理水平。
在应用领域方面,我国板翅式换热器已经广泛应用于石油、化工、能源等众 多领域。例如,在石油化工领域,板翅式换热器可用于反应器、蒸馏塔、加热炉 等设备的换热;在能源领域,板翅式换热器可用于余热回收、地热发电等项目。 此外,板翅式换热器还可应用于制冷、环保等领域。

翅片管式换热器制冷剂流路对换热特性影响的实验研究上

翅片管式换热器制冷剂流路对换热特性影响的实验研究上

上述补偿加热 丝电路装置制作方
输出到整流侧为加热丝供电,电容 E1、E3 过引线分别与冰箱温控器输出的补偿加热 便 ,体 积小, 成本低 ,运行 稳定, 是一
每个周期的充电量:
的火 线、零线 端子相联接,CN3、CN4 两 种 提高 冰箱冷 藏室加 热丝补 偿功率 的好
Q = I·T = 0. 0227×0. 02 =0. 000454q 端分别连接补偿加热丝的两端,这样再遇 方 法。 我们提 出此文 ,希望 能为同 行解
于是可得到电容 E1 、E3 的总容量 C = Q/ U = 0. 000454q/ 220V= 2. 06μF
天气突变的冷天气,就不用担心压缩机不 启 动了。
决 单循 环冰箱 冬季压 缩机不 启动问 题提
供 一点 参考。
「编辑/ 李 鹏」
60
论文 园地 Te chn ic al P ape rs
换热器的分路数越少越好!文献[ 1] 通过 六种不 同分路 的蒸发 器的 计算模 拟及实
本 原则:“ 不同路的入 口应尽 量靠近,出口也应靠近,进口
验数据,得出 了管内制冷剂(R134a )流 与出口应尽量远,以避免由于
速与盘管单位面 积换热量的关系 ,如 图1 复热而损失部分换热量,避免
图1 流速与盘管单位面积换热量的关系 图2 六种蒸发器的分路图
这就需 要对换 热器进 行分 路,通 过减小 2 对翅片管式换热器进行分路原则是什么?
换热管 中的流 速来降 低阻 力损失 ,但流
文献[ 2] 通过四种不同分
速的降 低也使 换热效 果变 差,所 以我个 路 的冷凝器进 行实验研究 后,
人认为:在满足阻力 损失要求的情况 下, 得出翅片管式冷凝器分路的基
需要提高一倍到 10W, 则加热丝上的平均 试验 也证明了这种计

浅谈翅片式冷凝器流路设计对空调能效的影响

浅谈翅片式冷凝器流路设计对空调能效的影响

浅谈翅片式冷凝器流路设计对空调能效的影响摘要:室外换热器(冷凝器)流路的设计对家用空调器的能效比(EER)和性能系统(CPP)有很大影响。

实验室测试结果表明,合理的流路设计对EER和COP的提高是值得重视的。

关键词:冷凝器;流路设计;能效比(EER)引言2006年3月14日,十届全国人大四次会议表决通过了关于国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要的决议,规划纲要中提出了两个约束指标:节能20%、减排10%。

空调节能对节能目标的实现意义重大,而且在国家《节能中长期专项规划》中明确提出:“主要耗能设备能效指标:2010年新增主要耗能设备能源效率达到或接近国际先进水平,部分汽车、电动机、家用电器达到国际领先水平”。

所以在此背景下,2010年6月1日国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会发布新《房间空气调节器能效国家标准》,将2005年原有空调能效的5个等级提升为3个等级。

具体对比如下:表1为空调器能源效率等级指标由表1可以看出,国家大幅度提高空调最低能效限定值,要求低于此限定值的空调器,不允许制造生产成家出厂销售。

为了对应这个标准的执行,许多空调制造厂家修改研发制造标准与生产工艺,并进行了大量的实验测试与研发工作。

本文就其中关于室外换热器流路设计对能效比的影响的实验进行理论分析,并得出有指导性的结论。

家用空调器的室外机换热器均为铜管肋片式换热器,冷媒在换热器铜管中流动,通过机械胀管的方法将连续肋片平行套在铜管外壁以增加换热面积。

根据空调器的结构尺寸和换热负荷大小,换热器为单排或多排,冷媒的流路也可单路或多路。

为了增大空调器室外换热器换热性能,一般做法是强化增大换热器的面积以及增大流动空气与冷媒的温差。

目前,在制冷设备制造行业,很多空调器制造厂都已经使用各种形式的开缝肋片和内螺纹铜管材料,增大换热器的换热面积。

要增加冷却空气与冷媒的温差,最为实用有效的办法是靠改变换热器中冷媒的流路,再结合冷却空气的流向来提高换热器换热性能。

关于不锈钢翅片管换热器的传热特性探究

关于不锈钢翅片管换热器的传热特性探究

关于不锈钢翅片管换热器的传热特性探究摘要:对于换热器来讲,其发展在很大程度上表现为新材料的采用。

由于许多场合存在严重的腐蚀现象,采用的对策一是表面防腐,另一方面就是选用耐蚀新材料。

目前应用的耐蚀新材料主要是金属钛管、哈氏合金、超级双相不锈钢、锆管等。

余热回收换热器作用效果受材料物性、表面积大小,特别是传热管的结构形状、对流换热的组织方式和强度等多方面因素影响。

对换热器用传热管,合理的功能结构不仅在于增加换热面积,更重要的是通过多尺度的结构形状来组织合理的流态,以达到最好散热效果的目的。

关键词:换热器;不锈钢;翅片管1 不锈钢翅片管换热器的特性分析1.1不锈钢翅片管换热器的特点不锈钢通常具有较好的抗 CO 、CO 2 、NO X 、SO 2 等酸性气体腐蚀性能,且价格比铜低。

但不锈钢的导热系数比铜低得多,在换热器中应用必须进行传热强化,在不锈钢管外套翅片是强化传热的一种较好的方式。

散热翅片管的加工工艺是把冷轧钢带用机械缠绕方法,绕在无缝钢管上,然后进行表面镀锌处理。

散热翅片与散热管接触面积广而紧、传热性能好、稳定并且耐腐蚀。

1.2翅片的结构形式目前翅片规格主要有:平片、波纹片和开窗片(桥片)。

开窗片的换热性能比波纹片要好,但容易造成脏堵。

实验结果表明:采用波纹片和开窗片时,空气侧表面传热系数较平片分别增大 20 % 和 60 % 以上,见图 2-2 正弦波纹片与图 2-3 V 型波纹片。

图 2-4 为百叶开窗片,图 2-5 为桥片(双窗口片),凸起的条纹或波纹将翅片表面沿气流方向逐段断开,以阻止翅片表面流动边界层的发展,使气流在各冲条部分形成新的边界层,即不断利用冲条的前缘效应,达到降低空气流动阻力、提高传热效果的目的。

在空气流过平肋片时,肋片表面上形成层流边界层,使传热热阻较大,换热系数低。

波纹型翅片、冲缝翅片都有增加气流扰动的作用,能够破坏翅片表面的边界层,使气流成为紊流,强化了翅片表面的换热能力。

空调器用翅片管式换热器排水性能试验研究

空调器用翅片管式换热器排水性能试验研究

空调器用翅片管式换热器排水性能试验研究摘要:在供暖系统中,翅片管式换热器是最重要的换热设备之一,它还被广泛应用于动力、空调、化工等行业。

翅片管能够扩展散热面积和促进流速,增强换热性能,提高换热效率。

为了降低能耗,提高换热设备的换热性能,很多研究者在提高翅片管式换热器的换热性能方面做过大量的研究。

关键词:空调;翅片管式换热器;排水性能引言当环境温度低于空气露点时,换热器在传热过程中会有水蒸气析出,从而在换热表面形成冷凝水或霜。

冷凝水或霜的存在会增大换热器的传热热阻,且通风阻力会上升,影响空调系统的性能。

为了保证空调的正常运行,需要及时排出换热器表面的冷凝水或融霜水。

1试验方案1.1试验装置及测试方法依据动态浸渍法搭建换热器排水试验台,试验台的主体由2个亚克力材质的水箱构成,水箱底部互相连通,构成一个简单的连通器系统。

其中:敞口的箱体为测试水箱,上端封闭的箱体为辅助水箱。

换热器样件悬挂在测试水箱内,测试水箱的上方安装高精度电子秤,用于监测换热器在排水过程中的实时质量。

辅助水箱的上部设有氮气进出口管,进气管和排气管均与电磁阀连接。

另外,测试水箱的侧壁安装了2个检测测试水箱内部液位的浮球开关,其中位于上部的第一浮球开关用于防止测试水箱内的蒸馏水溢出,位于下部的第二浮球开关用于监测电子秤计重的起始时间。

在安装时,换热器样件的下沿与第二浮球开关的检测水平平齐。

换热器排水测试装置试验过程如下:首先在水箱内注入一定容量的蒸馏水,试验时打开进气电磁阀使高压氮气进入辅助水箱,推动测试水箱的液位升高至第一浮球开关检测水平,此时进气阀自动关闭。

静置30s使换热器的表面充分浸润,开启排气电磁阀,使测试水箱的液位迅速降低。

液位降低至第二浮球开关检测水平后,电子秤开始测量换热器及其表面残留水的质量。

当换热器及表面残留水的质量不再变化时,停止读取数据。

上述过程记为一个测试周期。

1.2测试样品为了提升低温制热工况下的耐霜性能,空调器室外机换热器一般采用波纹翅片;基于强化传热的考虑,室内机换热器一般采用裂隙翅片。

翅片管式换热器换热与压降特性的试验研究

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。

翅片管换热器的性能实验研究

翅片管换热器的性能实验研究

翅片管换热器的性能实验研究翅片管换热器的性能实验研究引言:换热器是工业生产过程中广泛应用的设备,其作用是实现不同介质之间的热量传递。

翅片管换热器作为一种常见的换热器类型,其结构简单,可靠性高,并具有较高的换热效率。

本文将对翅片管换热器的性能进行实验研究,探究其换热性能,并为工程实践提供参考。

一、实验方法:1. 实验装置:本实验采用一套自行构建的翅片管换热器实验装置,包括主体管道、水箱、电加热器、温度传感器等。

2. 实验流程:(1)将水箱内的水加热至设定温度。

(2)将水泵打开,使水通过主体管道进入翅片管换热器。

(3)启动电加热器,调整加热功率,保持主体管道中的水温度恒定,并记录设定温度。

(4)在水进出口处分别安装温度传感器,实时监测水的进出口温度数据。

(5)记录加热功率、冷却水流量等实验参数。

二、实验结果:1. 翅片管换热器的换热效率随着加热功率的增加而增加,但增长速度逐渐减小,呈现递减的趋势。

2. 随着进出口温差的增大,换热效率也会增加。

3. 冷却水流量对换热效率有一定影响,流量过大或过小都会导致换热效率下降。

三、讨论:1. 加热功率对换热器的换热效率具有重要影响。

随着加热功率的增加,换热器内水流速度加快,使得热量更充分地传递给冷却介质。

但当加热功率较高时,受限于水流速度的提高上限,进一步增加加热功率对换热效率的改善作用有限。

2. 进出口温差是影响换热器换热性能的重要因素。

温差增大使得热量传递更加迅速,换热效率也相应提高。

因此,在实践中,应尽可能提高进出口温差以提高换热效率。

3. 冷却水流量对换热器换热效率的影响较为复杂。

过小的流量会导致热量传递不充分,而过大的流量则可能引起水与翅片之间的互相干扰,降低换热效果。

因此,在设计和运行换热器时,需根据实际情况合理调整冷却水流量。

四、结论:翅片管换热器的性能实验研究中发现,加热功率、进出口温差和冷却水流量是影响翅片管换热器换热效率的重要因素。

合理调整这些因素可以提高换热器的效率,从而更好地满足工业生产中的换热需求。

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

翅片式管翅式换热器流动换热性能比较研究首先,翅片式换热器的传热面积远大于传统的管状换热器。

传统的管
状换热器只有内外两层传热面,而翅片式换热器则在管道壁面上设计了大
量翅片,增加了传热面积。

这样可以充分利用给定空间,提高换热效果。

其次,翅片式管翅式换热器的对流传热系数较高。

翅片的存在使得工
质流体与管道壁面之间形成了多个小通道,增加了流体的接触面积。

此外,翅片的翅高和翅距也会影响到流动换热性能。

在相同的情况下,翅片的翅
高越高,翅距越小,则流经换热器的流体与翅片的接触越充分,对流传热
系数也越高。

另外,翅片式管翅式换热器的压力损失较大。

由于翅片的存在,工质
流体在流经换热器时需要通过多个小通道,使流体的流动阻力增大,从而
导致压力损失的增加。

因此,在选择换热器时需要综合考虑换热效率和压
力损失,做出适当的权衡。

最后,翅片式换热器的清洗和维护较为困难。

由于翅片的存在,工质
流体与翅片之间形成了多个小通道,使清洗和维护工作变得复杂。

在清洗
过程中,需要采用特殊的清洗液和清洗方法,以保证翅片的清洁度和换热
器的使用效果。

综上所述,翅片式管翅式换热器相比传统的管状换热器具有更高的传
热面积和对流传热系数,能够提高换热效率。

然而,它也存在压力损失大
和维护困难等缺点。

当选择使用翅片式换热器时,应该根据具体的应用场
景综合考虑各种因素,以实现最佳的流动换热性能。

空温式翅片管气化器冷热流体传热特性仿真研究

空温式翅片管气化器冷热流体传热特性仿真研究

空温式翅片管气化器冷热流体传热特性仿真研究李文奇陈叔平金树峰付启亮白彪坤孟岳(兰州理工大学石油化工学院)摘要空温式翅片管气化器通过吸收周围环境的热量使管内低温液体气化,其壁面温度低于附近湿空气冰点时会引起翅片表面结霜问题,严重影响低温系统正常工作。

为探究翅片管内、外冷热流体对表面结霜影响的基础科学问题,采用Fluent软件对空温式翅片管气化器冷热流体的传热特性进行数值模拟,获得了翅片管内、外冷热流体与翅片壁面温度分布关系,研究了翅片管内低温液体入口流量和管外吹风速度对其传热特性的影响。

结果表明:在管外自然对流条件下,翅片壁面温度沿管内低温液体流动方向(由下往上)逐渐升高,随翅片管内低温液体入口流量的降低而升高;管外向下进口风速为2.0m/s时,与自然对流条件相比,翅片壁面平均温度升高了约17K。

关键词空温式翅片管气化器结霜冷热流体中图分类号TQ051.6文献标识码A近年来,随着我国生态环境问题和能源供需关系的不断变化,以液化天然气为主要清洁能源的产业链快速兴起,空温式翅片管气化器这种符合我国节能降耗基本国策的高效节能换热设备更是得到迅速发展。

空温式翅片管气化器由多根竖直纵向星型翅片管排列组合而成,以自然对流的环境空气(热流体)作为热源,在温差的驱动下吸收周围大气中的热量,使翅片管内低温液体(冷流体$气化成具有一定温度、压力的气体,无需消耗额外动力,有效降低了工业气体输配系统的能耗。

但由于在实际应用中普遍存在翅片表面结霜问题而影响工作效率,使得空温式翅片管气化器的使用受到限制。

为有效延缓结霜对空温式翅片管气化器的影响,通常设置多台气化器交替使用,并采用电加热%热气等[1]方法对已结霜的气化器进行停机除霜,但该措施无疑会增加初期投资%消耗额外能源、减弱节能降耗的效果。

因此,近些年来有国内外学者和机构从优化换热器结构设计[2]、冷表面改性⑶或者利用外加电场[4]、磁场或超声波[5]及增设蓄热器[']等途径入手,对抑制结霜、除霜控制入口流量进口风速文章编号0254-6094(242。

翅片管换热器过冷管设计对系统性能影响研究

翅片管换热器过冷管设计对系统性能影响研究

63 0 19 3 35 0 34 7 1 31 0 57 4 20 2567 1049 2
63 9 19 9 35 1 33 4 1 31 0 57 4 20 2569 11122
EER, W/ W
4 00 4 19
4 09
4 33
查 R22 制冷剂特性的参数表, 高压 1 31MPa 对 应的制冷剂饱和 温度为 36 6 。这样, 可以认 为 三种过冷方案中过冷管进口的制冷剂都为稍微过冷 的液态制冷剂或者饱和液态制冷剂; 对于 2 根U 并 联的过冷方案, 由于把液态制冷剂分成 2 路, 管内 制冷剂的流速低, 换热效果不好, 结果体现为过冷 效果很差。对于 1 根U 过冷方案和 2 根 U 串联过冷 方案, 液态制冷剂没有被分开, 集中在一根铜管内 流动, 液态制冷剂的流速高, 换热效果好; 由于 2 根 U 串联过冷方案中过冷管的长度比 1 根 U 过冷 方案中过冷管的长度要长, 换热充分, 体现为 2 根 U 串联过冷方案的过冷效果比 1 根 U 过冷方案好。
38
RE FRIGE RATIO N
No . 1, 2009, Mar . Vol. 28 ( Total No . 106 )
试验项目
A Test B Test
表 1 制冷测试工况要求
室内侧
室外侧
干球温度( )
湿球温度( )
干球温度( )
湿球温度( )
26 7
19 4
35
26 7
19 4
27 8
1 试验装置与测试方法
试验在笔者单位的 ETL 焓差室进行, 试验测试 系统见图 1。该 实验室符 合 ARI210/ 240、ASHRAE
116、ASHRAE 37、GB/ T 7725、GB/ T 17758、GB/ T 18836 等国际和国内标准。该实验室由位于美国纽 约 Cortland 的 ETL 公 司设计和 建造, 美 国 Cortland 的 ETL 实验室是美国能源部唯一认可的单元机能力 和能效测试机构, 在美国具有绝对的权威。根据验 收时的对比数据分析, ETL 公司为美的设计的实验 室与美国 ETL 实验室测试数据的偏差在 2% 以内。

制冷剂流路对冷凝器换热特性的影响

制冷剂流路对冷凝器换热特性的影响
[$] 少, 仅有的一篇文献中介绍的也是简单的情况 , 与实际使
用中的情况有较大的差异, 所以, 本文针对较复杂的流路进 行了换热性能实验和理论分析, 并得到了有指导意义的结
!)
系统 测 得 进 出 冷凝器的风量, 通过 计 算 空 气 进、出 口 的 焓 差, 与风量相乘 即可 得 到 空 气 侧 的 换 热 量 当 !! 和 !" !" , 相等时, 表明实 验已 经 达 到 了 稳态, 可以进行 测量了。
!%
制冷剂流路对冷凝器 换热特性的影响
美的集团空调技术中心 西安交通大学 刘志刚
摘要 原因。 关键词 肋片管换热器 冷凝器 流路

智!
金培的肋片管换热器进行了换热性能实验, 实验用冷凝器流路分别为 ! " #
路, 在实验条件下, $ 路的设计达到了最大的换热量。根据试验结果分析了产生换热性能差异的
实验系统 中, 质量流量计 的测 量 误 差 小 于 * + & ,- . /, 铂 电 阻 温 度 计 ( 01!** ) 的测量
从表 ! 中可以看出, 在实验的几种冷凝器中, 冷凝器 : 的换热效果最好, 在相同的风量下, 其换热量最大, 表现为空 气出口的温度最高, 即空气吸收的热量最多。分析其原因 为: 制冷剂流动为两路, 流动从上向下, 有效地利用了重力作 用, 两路的进口基本上在同一高度, 避免了在分流时由于重 力作用而引起的分流不均匀, 两路全程交叉流动, 依次流过 迎风侧和背风侧, 保证了两路的换热均匀, 这样就使两路制 冷剂在距离入口相同的管程处干度相同, 管内流动速度和流 动状态相同, 管内表面传热系数相同, 管外表面传热系数相 同, 所以两路的换热量相同, 总体换热量最大。 在冷凝器 ; 中, 制冷剂分三路流动, 由于三路的入口有 高度差, 无论总进口安排在任何位置, 在每一路的分入口处 都不可避免产生分流的不均匀, 在每一路的出口, 由于含液 量较多, 所以出口后垂直段的管路中的液柱有一定的压力, 带来的结果是越靠下的流路出口处压力越大, 出口压力越大 的流路中流量就越小, 这样综合的结果是三路的流量不平 衡, 所以三路的换热不均衡, 此外, 在流路中有上升段和下降 段, 部分抵消了重力的作用, 所以虽然流路较多, 但是总体 进、 出口压力差仍和两路流动的差不多。 在冷凝器 < 中, 制冷剂分四路流动, 上半部分两路, 下半 部分两路, 与冷凝器 ; 中的情况相似, 由于入口的高度差和 出口处液柱压力的影响, 每一路的流量不均衡, 同时, 在上、 下两半部分的流路中, 两路间有一次交叉, 在交叉前, 迎风侧 换热量较大, 平均含液量较多, 而背风侧换热量小, 平均含液 量少, 在交叉后, 含液量多的转到背风侧换热, 含液量少的转 到迎风侧换热, 两路管内流动状态沿管程的分布状况不同,
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