微通道蒸發(fā)器表面結(jié)露工況下性能研究.pdf

1、類號(hào)：學(xué)校代碼：10069密級(jí)：研究生學(xué)號(hào)：Y20120180微通道蒸發(fā)器表面結(jié)露工況微通道蒸發(fā)器表面結(jié)露工況下性能研究性能研究StudyontheperfmanceofMicrochannelEvapatonthesurfacecondensateCondition研究生姓名：張志強(qiáng)專業(yè)名稱：供熱、供燃?xì)?、通風(fēng)及空調(diào)工程指導(dǎo)教師姓名：陳華教授論文提交日期：2015年6月學(xué)位授予單位：天津商業(yè)大學(xué)摘要微通道換熱器因其熱效率高、制冷劑充注

2、量小等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于汽車空調(diào)，但當(dāng)其作為家用空調(diào)系統(tǒng)蒸發(fā)器使用時(shí)會(huì)因?yàn)榻Y(jié)露影響換熱性能。本文針對(duì)微通道換熱器結(jié)露工況下的流動(dòng)和換熱性能進(jìn)行模擬和實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)比分析模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，探討影響換熱性能的關(guān)鍵因素。本研究建立了微通道換熱器百葉窗翅片的三維物理和數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)其結(jié)構(gòu)和換熱特點(diǎn)對(duì)物理模型進(jìn)行了簡化。采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格對(duì)計(jì)算區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，利用Fluent軟件模擬空氣進(jìn)口狀態(tài)參數(shù)、迎面風(fēng)速和冷凍水進(jìn)口溫度對(duì)微通道換熱器

3、的流動(dòng)和換熱特性的影響，得到如下結(jié)論：1）絕大多數(shù)空氣均從百葉窗之間流過，其余流體從翅片之間的縫隙穿過。空氣溫度沿流動(dòng)方向逐漸降低，在同一流進(jìn)深度的情況下，靠近扁管（Z=1mm）處的空氣溫度相對(duì)較低，而對(duì)稱面（Z=5mm）的空氣溫度為相同流進(jìn)深度情況下的最高值，空氣溫度在前半部分下降較快，故換熱過程主要發(fā)生在前半部分。2）微通道換熱器空氣出口溫度隨空氣進(jìn)口溫度、相對(duì)濕度、迎面風(fēng)速及冷凍水進(jìn)口溫度的增加而增大。空氣側(cè)壓降隨迎面風(fēng)速的增加而

4、增大，在迎風(fēng)面尺寸及百葉窗翅片結(jié)構(gòu)參數(shù)相同的條件下，空氣側(cè)壓降大小主要取決于Re數(shù)的大小，而迎面風(fēng)速越大，Re數(shù)越大，故壓降隨迎面風(fēng)速的提高而增大。空氣側(cè)換熱系數(shù)亦隨空氣進(jìn)口溫度、相對(duì)濕度、迎面風(fēng)速的增加而增大，隨冷凍水進(jìn)口溫度的提高而減小。在空氣進(jìn)口溫濕度和冷凍水進(jìn)口溫度不變的情況下，隨著迎面風(fēng)速的提高，壓降的增幅從開始的25.3%下降到6.4%，空氣側(cè)換熱系數(shù)的增幅則從12.7%下降至6%?？諝鈧?cè)進(jìn)出口壓降增大到85Pa左右時(shí)，其增

5、量開始迅速減小，這是由其外形尺寸和翅片結(jié)構(gòu)參數(shù)共同決定的。當(dāng)空氣進(jìn)口溫濕度和迎面風(fēng)速一定時(shí)，冷凍水進(jìn)口溫度每提高1℃，空氣側(cè)換熱系數(shù)大約平均下降5.4%左右。本研究中建立了微通道換熱器性能測試實(shí)驗(yàn)臺(tái)，由移動(dòng)冷源為系統(tǒng)提供冷凍水。通過模擬換熱器表面結(jié)露工況，改變空氣進(jìn)口狀態(tài)參數(shù)、迎面風(fēng)速和冷凍水進(jìn)口溫度對(duì)微通道換熱器換熱表面結(jié)露的性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，得出如下結(jié)論：1）隨著空氣進(jìn)口溫度和相對(duì)濕度的升高，空氣出口溫度、壓降、空氣側(cè)換熱系數(shù)和制冷

6、量均增大。在迎面風(fēng)速和冷凍水進(jìn)口溫度不變的情況下，空氣進(jìn)口溫度每升高1℃，壓降、空氣側(cè)換熱系數(shù)和制冷量分別增大5%、4%和2%；相對(duì)濕度每提高10%，壓降、空氣側(cè)換熱系數(shù)和制冷量分別增大8%、12%和3%。當(dāng)各影響因素均不變時(shí)，結(jié)露后期的壓降比結(jié)露初期約增大150%，而空氣側(cè)換熱系數(shù)和制冷量比結(jié)露初期各自分別下降23%和18%左右。2）隨著迎面風(fēng)速的增大，空氣出口溫度、壓降、空氣側(cè)換熱系數(shù)和制冷量均不同程度變大。在空氣進(jìn)口溫濕度和冷凍水