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在眾多換熱設備中,風冷式翅片管式換熱器是一種在家用空調器、制冷設備以及工業領域內被廣泛采用的換熱器型式,此類換熱器75%的熱阻來自于空氣側,而空氣側性能將直接影響換熱器的換熱效率。 對于翅片管式換熱器而言,管徑、管排數、管間距以及翅片間距等諸多因素都會影響到空氣側的傳熱和壓降性能,其中,翅片的種類以及結構對換熱器空氣側性能起著決定性的影響作用。因此,探究翅片類型對空氣側性能的影響對于提升翅片管式換熱器的換熱性能具有重要意義。 針對某種特定翅片型式換熱器空氣側的性能評估,國內外研究人員進行了大量的理論和試驗研究。D.G.Rich研究了翅片間距和管排數對空氣側性能的影響,研究結果表明翅片間距對換熱系數的影響不大,管排數對空氣側的壓降影響不大。D.L.Gray等對于平片型的翅片管式換熱器擬合出一個關系式,利用該關系式可以對翅片間距、管排數、管間距和管徑等參數對空氣側性能的影響得到合理的預測:翅片間距對換熱系數影響不大;管排數對摩擦因子的影響可以忽略不計;翅片厚度對換熱系數和摩擦因子的影響也可以忽略不計。林欣對比了不同結構下H型翅片換熱器的換熱性能。高旭亮研究了十字型翅片在不同翅片參數下對相變蓄熱器換熱性能的影響。綜上所述,以往的研究大都集中于探究某種特定翅片型式的幾何參數對于換熱器空氣側性能的影響以及其結構參數的優化,而針對不同翅片片型換熱器空氣側性能的對比研究較少。表1 三種翅片結構 秋雨豪選取了市場上常見的波紋片型、百葉窗片型以及橋片型3種翅片類型,分析了每種片型的3種不同翅片間距在干空氣、濕空氣兩種試驗條件下對換熱器空氣側換熱和壓降性能的影響,以對應換熱器作為冷凝器或蒸發器的實際應用場景,試驗結果如下:1、干空氣工況(進口空氣干/濕球溫度為35.0℃/17.8℃)1) 在干空氣工況條件下,對同一空氣流速時3種片型的換熱器熱阻,波紋片型的熱阻*大,百葉窗片型的熱阻次之,橋片型的熱阻*小。在*小風速1.1 m/s條件下,較之波紋片型換熱器,百葉窗片型的熱阻降低22%,橋片型的熱阻降低36%;2) 在干空氣工況條件下,對同一空氣流速時3種片型的換熱器壓降,波紋片型的壓降*小,百葉窗片型和橋片型的壓降的差別在8%左右。百葉窗片型和橋片型的壓降較之波紋片型增大45%左右。對某種特定片型的換熱器,風速越小,熱阻隨翅片問距的增大越明顯;空氣流速增加,翅片間距對熱阻的影響逐漸減弱。同一空氣流速時壓降隨著翅片間距的增大而減小,且空氣流速越大,壓降的值越大。2、濕空氣工況(進口空氣干/濕球溫度為26.7℃/21.7℃)1) 在濕空氣工況條件下,對同一空氣流速時3種片型的換熱器熱阻,波紋片型的熱阻*大,百葉窗片型的熱阻次之,橋片型的熱阻*小。較之波紋片型換熱器,百葉窗片型的熱阻降低20%,橋片型的熱阻降低38%;2) 在濕空氣工況條件下,對同一空氣流速時3種片型的換熱器壓降,波紋片型的壓降*小,百葉窗片型和橋片型的壓降接近。對某種特定片型的換熱器,翅片間距對熱阻的影響不大。同一空氣流速時壓降隨著翅片間距的增大而減小,且空氣流速越大,壓降的值越大。3、結論:-在干空氣工況下,同一風速時波紋片型換熱器熱阻*大,百葉窗片型換熱器熱阻次之,橋片型換熱器熱阻*小,而換熱器空氣側壓降與熱阻的變化趨勢相反;-在濕空氣工況下,同一風速時,3種片型換熱器的熱阻變化趨勢同干空氣工況一致,百葉窗片型和橋片型的換熱器空氣側壓降接近,波紋片型的換熱器空氣側壓降相對較低。此文章選自:秋雨豪.三種常見的翅片型式對翅片管式換熱器性能的影響[J].制冷與空調,2019,19(09):40-43+49.
針對提升翅片管式換熱器整體性能的研究
烯泰天工專注于高效小管徑換熱系統的結構設計及精密制造,憑借著雄厚的設計及制造實力,將理論與實踐相結合,分別針對翅片管式換熱器的換熱管、翅片進行了結構設計及優化。
? 一方面減小換熱管直徑,采用核心D3小管徑技術,在大幅提升換熱效率的同時,有效地降低了材耗及成本; 另一方面,公司依托浙江大學山東工業技術研究院為平臺,建成了焓差測試實驗室(魯南地區**套完整的國家標準的大型空氣調節綜合檢測設備)、傳熱風洞實驗室等重點實驗室。為探究3種不同翅片型式對翅片管式換熱器性能的影響,在相同的T1工況下,針對采用波紋片型、百葉窗片型以及橋片型翅片換熱器的同一機器的散熱性能進行了焓差對比測試;同時結合測試結果及相關文獻資料,進行了翅片結構參數的調整,以進一步優化小管徑換熱器的整體性能。
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