直接蒸发式空气冷却器设计的优化汇总

直接蒸发式空气冷却器设计的优化

摘要：本文对直接蒸发式空气冷却器的换热特性进行了分析，采用计算机编程模拟了直接蒸发式空气冷却器的一些性能，为制冷系统的优化提供参考。关键词：接蒸发式空气冷却器流速压降优化分段分析法直接蒸发式空气冷却器选用合适的风速和制冷剂质

摘要：本文对直接蒸发式空气冷却器的换热特性进行了分析，采用计算机编程模拟了直接蒸发式空气冷却器的一些性能，为制冷系统的优化提供参考。

关键词：接蒸发式空气冷却器流速压降优化分段分析法

直接蒸发式空气冷却器选用合适的风速和制冷剂质量流速对于其换热性能及能耗有重要的影响。本文利用计算机采用分段分析法模拟了直接蒸发式空气冷却器的一些性能，为制冷系统的优化提供参考。

1 直接蒸发式空气冷却器的结构

空气冷却器的表面式蒸发器都采用翅片管式。氟利昂翅片管式蒸发器的结构常用紫铜管外套铝片制成。铜管直径由至，铝片厚。在以上工作的蒸发器翅片节距在之间，并采用整套片式。空调用空冷器由于传热系数高，因而排数少，一般不超过6排。

2 直接蒸发式空气冷却器的传热过程

空冷器中的传热过程包括：管内制冷剂的流动沸腾换热；通过金属壁、垢层的导热过程；管外空气的放热过程（对流换热）。

2.1 制冷剂侧的换热

制冷剂侧沸腾换热采用分段分析法，即按照干度来分段计算。每一段的制冷剂侧的沸腾换热系数的求法按照文献 [2]推荐的公式计算。

2.2 空气横向掠过肋管管束时的换热

空气横向掠过肋管管束时的换热系数的计算按照文献[3]中提供的公式计算。这里就不做重复了。

2.3 通过管壁与垢层的附加热阻

管壁热阻为（），对于铜管，由于其导热系数很高，该项热阻可以不计。但对于钢管则应予以考虑，本论文的想象程序中取为。

油膜热阻的考虑，若为氟里昂制冷剂，一般控制含油浓度，想象时可以不考虑。

直接蒸发式空气冷却器肋管外表面积灰等造成的附加热阻，计算时一般取

0.0003～0.0001 。

3 采用分段分析法对直接蒸发式空气冷却器计算机模拟的计算步骤

在这里，我们只给出制冷剂为纯质时的直接蒸发式空气冷却器计算机模拟的计算步骤：

1）输入已知蒸发器入口制冷剂参数，蒸发压力或蒸发温度，并求入口焓；

2）输入结构参数及物性参数：结构参数中需给出基管外径，壁厚，肋片厚度，肋片节距，排列方式，管中心距；物性参数中需给出空气的导热系数，动力粘性系数，密度，比热，空气的进口状态参数，空气的出口状态参数和冷却空气量，并调用湿空气的热物性计算程序来计算空气进出口的其余参数；

3）计算空气侧换热系数，初步确定沿气流方向的管子排深数；

4）确定制冷剂循环量及每排并联的肋管根数；

5）根据干度分段，，分为段；

6）计算局部微元段换热量

；

7）假设局部微元段长度，可求局部微元面积；

8）局部微元段热流密度（以管内表面积为基准），是计算制冷剂侧换热系数的必需已知量；

9）调用制冷剂侧换热系数计算程序，算；

10）计算局部传热系数（以管内表面积为基准）

其中

为肋化系数，为空气侧垢阻，

为空气侧的当量换热系数；

11）计算局部微元段热流密度；

12）

与比较，调整；

13）计算该干度段的压降，下一干度段的压力为，返回6），进行下一干度段的计算；

14）每个通路肋管总长；

15）计算蒸发器的长宽高。