翅片管式換熱器是一種常見的空氣冷凝器和蒸發器,其具有高效、緊湊和輕量化等優點。從空氣側和制冷劑側分別考慮,其換熱和壓降特性如下:
1、空氣側換熱和壓降特性 翅片管式換熱器的空氣側主要是通過翅片和管道之間的空氣流動來實現換熱。空氣側的換熱和壓降特性主要取決于翅片的形狀、數量、間距和厚度等因素。換熱特性方面,翅片的數量和間距越小,換熱面積就越大,換熱效果也越好。同時,翅片的形狀和厚度也會影響換熱效果。一般來說,翅片越薄,換熱效果越好,但是翅片過薄會導致翅片的強度不足,易發生變形和損壞。壓降特性方面,翅片管式換熱器的空氣側壓降主要來自空氣流動的阻力和翅片的阻力。翅片的數量和間距越小,空氣流動的阻力就越大,壓降也就越大。因此,在設計翅片管式換熱器時,需要權衡換熱效果和壓降特性,以達到*佳的設計效果。
2、制冷劑側換熱和壓降特性
翅片管式換熱器的制冷劑側主要是通過管道內的制冷劑流動來實現換熱。制冷劑側的換熱和壓降特性主要取決于管道的內徑、長度、彎曲程度和流速等因素。換熱特性方面,管道的內徑越小,流速越大,換熱效果越好。同時,管道的長度和彎曲程度也會影響換熱效果。一般來說,管道越長,彎曲程度越大,換熱效果越差。壓降特性方面,制冷劑側的壓降主要來自管道內制冷劑流動的阻力。管道的內徑越小,流速越大,阻力就越大,壓降也就越大。因此,在設計翅片管式換熱器時,需要權衡換熱效果和壓降特性,以達到*佳的設計效果。
1、空氣側模型建立對于優化翅片管式換熱器,空氣側換熱的準確度至關重要。有研究者通過ANSYS軟件進行多物理場仿真模擬,建立平直翅片管式換熱器的三維仿真模型。
整體平直翅片管式換熱器的簡化結構如圖3-1所示。圖3-1(a)紅色箭頭為制冷劑 在換熱管中的流動示意圖。圖3-1(b)藍色區域所示,以揭示整
個換熱器中流體的流動和傳熱狀況。
圖3-3為三組不同時間步長下對應的翅片管出口平均溫度隨時間的變化趨勢圖。
2、制冷劑側模型建立在光管中,制冷劑的狀態由液態變為氣態,制冷劑不同,其在圓管中的蒸發關 聯式的準確程度不同,這關系到整個換熱系數的準確性。有研究者應用CoilDesigner 軟件,對制冷劑在管內的沸騰傳熱進行模擬,并選取R290作為模擬的制冷劑。
結論一:摩擦因子f隨管徑 D的增加呈現增大的趨勢。明風速一定時,隨著管徑增加,流
道中管路阻擋面積增大,流動區域變小,流動受阻嚴重,壓降升高,摩擦因子f增大。
結論二:圖4-2中可以看出,綜合評價因子j/f隨管徑D的增加呈現減小的趨勢,而且綜合評價因子隨風速增加,變化越來越明顯。
結論三:從圖4-3中可以看出,管徑對制冷劑側的壓降影響較大,隨著管徑的增加,制冷
劑側壓降呈現下降趨勢,且下降速率逐漸減小。當管徑增大時,管道內制冷劑 流速會減緩,管道內擾動、流動阻力也會降低,壓降減小。
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