平行流换热器换热性能影响因素的分析_图文

1、 平行流换热器换热性能 影响因素的分析1 引言有集流管, 一致 ; 打断, 热效率高。案, 人研究了 CO 2基础上, 模型, 验数据一致。 广东志高空调有限公司金听祥成剑林 崐 郑 祖义强化换热。 从而降低空气侧流动阻力。 7j 关联式和摩擦因子 f 联式 7 :【摘要】 本文通过传热因子j 和摩擦因子f 了理论分析研究。 影响换热器换热性能的因素主要有 :迎面风速、 齿片间距、 角度、 百叶窗间距、 扁管微通道形状和扁管微通道孔数等。 结果发现 :间距和齿片高度都可以明显地提高换热器的换热性能。 【关键词】 平行流换热器换热性能换热系数(2空气侧表面传热系数:(3空气侧压降 :(4其中,

2、Nu 为努塞尔数 ; a 为空气的导 热系数 (w/m , W F 为冷凝器扁管宽度, m ;为空气侧水力直径, 其表达式为 :(53 平行流换热器换热性能影响因素分析 3.1 迎面风速对空气侧换热系数的影响图14中显示了不同迎面风速对空气 侧换热系数的影响。 由图1知, 当翅片高度 为 6mm, 其他参数保持一定时, 迎面风速 为1.5m/s和4.5m/s时, 它们对应的空气侧 换热系数分别为 142W/(m 2K和 268W/(m 2 K。 从图23中也可以看出, 在相同 情况下, 空气侧的换热系数随着迎面风速 的增加而增大, 并且, 空气侧的换热系数 在低速区增长较快。 但是, 对于不同

3、结构 的冷凝器均存在一个临界风速, 当风速超 过临界风速时, 空气侧阻力就会快速增加, 而换热量趋于定值。 在优化设计平行流式 冷凝器时, 应合理选择其结构, 使其迎面 风速低于临界风速。( 3.2 齿片高度对空气侧换热系数的影响 从图 1知, 当迎面风速为3m/s, 其它 结构参数不变情况下, 齿片高度为5mm时, 空气侧的换热系数为 257W/(m 2K ;当 齿片高度增大到8mm时, 空气侧的换热系 数也相应地减小为158W/(m 2 K。 从式 (5 中可知, 当平行流换热器在相同的扁管宽 度、 扁管数、 迎面风速、 齿片厚度和齿片间 距的条件下, 减小齿片高度可以使得空气 侧的水力直

4、径减小, 使空气流经齿片时的 流速增大, 从而可以提高空气侧的换热系 数, 提高换热器的换热量。 但是, 由于换热 量的提高使得制冷剂流量增大, 而扁管数 不变, 使得制冷剂压降增加, 温差减小。 3.3 齿片间距对空气侧换热系数的影响 在平行流换热器中, 齿片间距不仅影 响空气侧的水力直径, 同时还影响空气流 动效率。 由图2显示当迎面风速为1.5m/s 时, 其它结构参数不变情况下, 齿片间距 为 1.2mm时, 空气侧的换热系数为109W/ (m 2 K ;当齿片间距增大到1.8mm时, 空 气侧的换热系数相应地减小为99W/(m 2 K 。 从式 (5 中可知, 减小齿片间距可以 减小

5、空气侧的水力直径, 同时可以增大换 热器单位长度的换热面积, 提高空气侧的 换热系数, 从而提高换热器的换热性能。 3.4 百叶窗角度对空气侧换热系数的影响若大多数气流经过齿片的百叶窗流过,则认为大多数气流与齿片的百叶窗的传热是有效的 ; 若大多数气流未经齿片的百叶窗而从通道中直接流过的, 则认为大多数气流与齿片的传热是无效的。 因此, 空气侧的传热系数与百叶窗的角度也有很大关系。从图3中明显可以看出, 当迎面风速为3m/s时, 百叶窗的角度从18°变化到33°时,空气侧的换热系数也从127W/(m 2K 增大到 177W/(m 2K 。 因此, 在适当的工艺条件下, 为了

6、提高空气侧的换热系数, 可以适当增大百叶窗的角度。3.5 其它因素对平行流换热器性能的影响百叶窗间距、 扁管微通道的形状和扁管微通道孔数等都会对平行流换热器性能产生一定的影响。 由图4知, 当迎面风速为3m/s时, 百叶窗间距从0.8mm增加到 1. 3m m 时,空气侧的换热系数从154W/(m 2K增大到 158W/(m 2K, 变化幅度不大。 表明百叶窗间距的变化对空气侧传热系数影响不大。不同扁管微通道形状影响平行流换热器的换热性能。 三角形微通道的传热性能比矩形的差, 压力损失比矩形的大。 在相同扁管宽度的情况下, 多孔三角形微通道的换热性能低于多孔矩形微通道。 多孔三 角形微通道的制

7、冷剂出口压力比多孔矩形 微通道的降低了2.1%9.9%, 换热量减少 了 17%25%。 虽然在相同的扁管宽度的 情况下, 多孔三角形微通道增加了制冷剂 润湿周长, 但有效传热面积并没有增加, 所 以多孔三角形微通道换热性能低于多孔矩 形微通道 8。 因此, 目前的平行流换热器中 主要采用多孔矩形微通道。 同时, 扁管微 通道孔数越多, 换热器的换热性能越好。4 结论 空 气侧的换热系数随着迎面风速的 增大而增加。 但是, 为了减小噪音和控制 迎面风速在临界风速范围内, 根据不同的 平行流换热器结构, 迎面风速应控制在一 个合理的范围之内。 在一定条件下, 减小齿片高度和间 距, 都可减小空气侧的水力直径, 提高空气 侧的换热系数, 从而提高换热器换热性能。 其 它因素如百叶窗角度和间距等也 对会对空气侧的传热系数产生一定的影响,