翅片管式換熱器結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計和改進,并采用TESCOR平臺—換熱器性能實驗臺對改進前后的換熱器的熱力性能進行了測試。提出了強化翅片管式換熱器換熱性能的兩種方法:一種是將低溫工況下易結(jié)霜的換熱器(蒸發(fā)器)翅片管設(shè)計成變間距翅片結(jié)構(gòu),使其既增加了管內(nèi)翅片的傳熱面積,又提高了管內(nèi)氣流的流速;另一種是將空調(diào)工況下的換熱器的等螺距內(nèi)螺紋管設(shè)計成變螺距內(nèi)螺紋管,以增加管內(nèi)氣流的擾動,提高傳熱系數(shù)。并對用這兩種方法改進后的換熱器的熱力性能進行了計算,結(jié)果表明,其傳熱系數(shù)分別提高了9 8%和3 82%。

　　目前,*內(nèi)外*普通且應用*廣的是間壁式,其它類型換熱器的設(shè)計和計算常借鑒于間壁式換熱器。對換熱器的的研究主要集中在如何提高其換熱性能。文中作者提出了強化翅片管式換熱器換熱性能的方法,對翅片管式換熱器結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計和改進。采用TESCOR平臺—換熱器性能實驗臺,對改進前后的換熱器的熱力性能進行了測試,并運用試驗數(shù)據(jù)對其進行了熱力對比計算。

　　對翅片管式換熱器結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計和改進,并采用TESCOR平臺———換熱器性能實驗臺對改進前后的換熱器的熱力性能進行了測試。提出了強化翅片管式換熱器換熱性能的兩種方法:一種是將低溫工況下易結(jié)霜的換熱器(蒸發(fā)器)翅片管設(shè)計成變間距翅片結(jié)構(gòu),使其既增加了管內(nèi)翅片的傳熱面積,又提高了管內(nèi)氣流的流速;另一種是將空調(diào)工況下的換熱器的等螺距內(nèi)螺紋管設(shè)計成變螺距內(nèi)螺紋管,以增加管內(nèi)氣流的擾動,提高傳熱系數(shù)。并對用這兩種方法改進后的換熱器的熱力性能進行了計算,結(jié)果表明,其傳熱系數(shù)分別提高了9 8%和3 82%。

　　關(guān)鍵詞:換熱器;翅片管;傳熱系數(shù);熱力計算 換熱器作為一種通用設(shè)備,按照工作原理進行分類,可分為間壁式、混合式和式3類。

　　目前,*內(nèi)外*普通且應用*廣的是間壁式,其它類型換熱器的設(shè)計和計算常借鑒于間壁式換熱器。對換熱器的的研究主要集中在如何提高其換熱性能[2、3]。文中作者提出了強化翅片管式換熱器換熱性能的方法,對翅片管式換熱器結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計和改進。采用TESCOR平臺———換熱器性能實驗臺,對改進前后的換熱器的熱力性能進行了測試,并運用試驗數(shù)據(jù)對其進行了熱力對比計算。

　　變間距翅片管式換熱器

　　設(shè)計原理用于低溫制冷系統(tǒng)中的蒸發(fā)器在低溫工況下(0℃以下)工作時,其表面普遍存在著結(jié)霜的問題。結(jié)霜對換熱器性能的影響表現(xiàn)在降低其傳熱系數(shù)和增大空氣阻力兩方面,合理的換熱器結(jié)構(gòu)應同時減小這兩方面的影響。

　　霜開始形成時,蒸發(fā)器表面粗糙度增大,引起傳熱面積增大,同時氣體流速也增大,因而在結(jié)霜初期傳熱系數(shù)K增大,但隨著霜層的不斷增厚,傳熱的熱阻力增加,*終傳熱系數(shù)K減小。

　　當氣流通過蒸發(fā)器時,由于空氣中的水蒸氣不斷地在翅片管表面沉積,空氣的相對濕度降低,沿氣流方向翅片盤管表面的結(jié)霜量逐漸遞減,故蒸發(fā)器前幾排管子的結(jié)霜較嚴重,后幾排管子的結(jié)霜相對較輕。如果采取變間距翅片的結(jié)構(gòu),使其沿風向下游的翅片間距越來越小,便可在結(jié)霜條件下保持其較高的傳熱效率,并延長其沖霜時間。

　　讓蒸發(fā)器采用變間距翅片結(jié)構(gòu)后,當空氣縱掠錯列翅片時,翅片的交錯分布使得上游翅片對下游翅片有繞流作用,加強了翅片前半部分的換熱能力,后面翅片的分布又使得流道變窄,流速提高,從而使翅片后半部分的換熱也得到強化。

　　變間距翅片換熱器的熱力性能 改進后的換熱器,采用的是變間距翅片結(jié)構(gòu),在理論上可近似為錯列翅片,因此,在分析中可借用錯列翅片的理論。

　　為流體縱掠錯列翅片的一個二維模型,翅片間距為H,厚度為h。圖2為改進后的變間距翅片換熱器的示意圖,該結(jié)構(gòu)形式實際為錯列翅片,當流體縱掠翅片時,氣流在上游翅片先受到擾動,在前幾排管上的翅片換熱能力加強;當氣流流經(jīng)后幾排管子時,經(jīng)改進后加上的一組翅片使其流通截面迅速變窄,流速提高,流體在原有的基礎(chǔ)上又進一步受到擠壓,擾動更加劇烈,從而使其換熱能力得到了強化。