圓孔翅片管式制冷換熱器的節(jié)能性能研究.pdf

1、隨著能源的日漸緊缺，節(jié)能措施變得越來(lái)越重要。我國(guó)換熱設(shè)備能源利用率較低，有著很大的節(jié)能空間，特別是在翅片管式換熱器領(lǐng)域，氣體側(cè)的強(qiáng)化換熱有著廣闊的發(fā)展前景。干工況下，理論研究與實(shí)驗(yàn)結(jié)果都表明：在翅片表面穿孔是一種很好的強(qiáng)化傳熱措施，具有較好的節(jié)能效果。在最窄通道截面風(fēng)速Umax=1～8m/s的范圍內(nèi)，大直徑圓孔翅片最優(yōu)片型的當(dāng)量換熱系數(shù)h比平翅片增加了22.6％～30.4%，壓降△P最大增幅不超過(guò)8%。在風(fēng)速u(mài)=0.5m/s下結(jié)霜工況的

2、實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明:與平翅片相比圓孔翅片有效制冷量高出6.02%，表面對(duì)流換熱系數(shù)高出18.84%，霜層形成過(guò)程中，傳熱系數(shù)比平翅片平均高出11.53%；圓孔翅片管式換熱器的實(shí)際制冷換熱系數(shù)比平翅片高出6.83%，節(jié)能6.39%。
　　圓孔翅片在干工況下強(qiáng)化傳熱研究只局限于實(shí)驗(yàn)，理論分析的深入程度不夠。本文利用FLUENT軟件的對(duì)平翅片、對(duì)稱圓孔翅片和三對(duì)稱圓孔翅片管式換熱器空氣側(cè)的流動(dòng)和換熱進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了不同風(fēng)速下的速度場(chǎng)

3、、溫度場(chǎng)和努謝爾特?cái)?shù)分布。模擬結(jié)果與已有實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好，平均誤差小于10%。模擬結(jié)果證實(shí)：同等條件下，三對(duì)稱圓孔翅片平均換熱系數(shù)比平翅片平均高出25.7%，是其中的最優(yōu)片型。
　　前期結(jié)霜工況下的實(shí)驗(yàn)研究是在一個(gè)冰箱中進(jìn)行的，只有單風(fēng)速的情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能全面反應(yīng)圓孔翅片的強(qiáng)化傳熱性能。本文利用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)臺(tái)，分別對(duì)平翅片、對(duì)稱圓孔翅片和三對(duì)稱圓孔翅片管式換熱器進(jìn)行了結(jié)霜工況下的換熱和制冷性能對(duì)比性實(shí)驗(yàn)。比較分析了三種翅片

4、管式換熱器在實(shí)驗(yàn)條件下的有效制冷量、平均換熱系數(shù)和阻力的大小；比較分析了強(qiáng)化翅片的節(jié)能效果。結(jié)果表明：實(shí)驗(yàn)條件下，三對(duì)稱圓孔翅片的強(qiáng)化傳熱效果最好。①與平翅片相比較，三對(duì)稱圓孔翅片的強(qiáng)化傳熱效果最顯著，制冷量最大提高16.87%，平均提高9.1%。②平均當(dāng)量換熱系數(shù)與矩形平翅片相比，最大提高了80.15%，最小提高了49.66%，平均提高了64.29%。③COP值最大提高30.16%，最小提高14.95%，平均提高22.93%。