翅片管式蒸发器结构对结霜特性影响的研究

理论研究了翅片管式蒸发器不同的结构参数,如管排数、翅片间距对风冷热泵室外侧蒸发器结霜特性的影响,获得了蒸发器结构参数对蒸发器结霜厚度和空气侧压降的变化规律。研究发现蒸发器结构参数对蒸发器结霜有很大的影响。计算结果和实验测试的结果吻合较好,研究结论为翅片管式蒸发器除霜以及优化设计提供了可靠的依据。     

结露工况下平行流蒸发器性能模拟研究

通过对百叶窗翅片平行流蒸发器空气侧换热性能进行数值模拟,分析了翅片间距、百叶窗间距和角度对空气侧流动特性、换热性能和结露过程的影响,得到了不同情况下空气侧进出口压降、换热系数及蒸发器表面凝结水量的变化规律。研究表明:百叶窗间距增加导致空气进出口压降增大,空气侧换热系数和蒸发器表面凝水量则随之呈现先增后减的趋势;翅片间距增加造成空气侧进出口压降、换热系数和蒸发器表面凝结水量逐渐减小;百叶窗角度增加使空气侧进出口压降、换热系数和蒸发器表面凝水量逐渐增大。综合考虑,当压降在可以接受的范围内时,可考虑选择较小的翅片间距、较大的百叶窗角度,百叶窗间距范围在1.4mm~1.6mm间为佳。     

错列梭形翅片流道内流体流动与换热特性研究

建立了梭形翅片组成的不同结构尺寸的周期性流道模型,使用ANSYS Fluent软件研究了不同进口雷诺数和不同翅片结构参数对翅片组成流道内的流体流动和换热特性的影响。研究表明:传热系数随雷诺数的增加而增加,且变化呈线性。压降随雷诺数增加不断增大,且增加的幅度逐渐变大.传热系数和压降均随梭形翅片高度的变化先减小后增大,变化曲线均存在波谷,且最小值均出现在翅片高度b在2 cm和3 cm之间。传热系数随着翅片列间距的增加逐渐减小,在翅片列间距c为20 mm附近变化幅度变小。压降随着翅片列间距的增加逐渐减小。传热系数和压降均随翅片行间距d的增加而逐渐减小,但减小的幅度逐渐变小.在本文研究范围内,为了获得更好的综合性能推荐2000≤Re≤6000,b≤2mm,19 mm≤c≤21mm,6 mm≤d≤7 mm。     

平行流蒸发器耦合传热的数值模拟

为了验证模型的正确性,针对一种平行流蒸发器,建立了3D和2D计算模型。并采用fluent软件和3D耦合传热计算模型,分析了迎面风速变化时空气侧的主要结构参数(翅片间距、翅片厚度、百叶窗间距和百叶窗角度)对空气侧传热系数和压降的影响规律。     

椭圆形和圆形翅片管流动与传热的数值研究

对椭圆管椭圆翅片间的流动与传热规律进行了三维数值研究,分析了不同翅片间距、迎面风速对表面换热系数和流动阻力的影响;与具有相同结构参数(相同的基管当量直径和翅片厚度、表面积)的圆管圆翅片进行比较表明,在相同条件下,两者的表面换热系数相差不大,但椭圆管椭圆翅片间流动阻力却有明显的减小.场协同分析表明,翅片迎风侧的换热要优于背风侧;通过适当增加迎风侧翅片面积,减小背风侧翅片面积,可以在强化换热的同时,减小流动阻力.     

错排环布圆管翅片式换热板芯的实验研究

本文利用传热传质之间的比拟关系研究了错排环布圆管换热板芯的平均传热特性及阻力特性。实验中我们采用了三种翅片间距(Tp)、三种管排数(Nrow)以及三种管数(Ntube)组成的27种板芯结构,传质实验采用萘升华的方法来进行。然后通过三种限制条件对不同翅片间距、不同管排数和不同管数下的换热板芯的传热性能进行了比较。最后利用最小二乘法得出了具有工程指导意义的准则关联式。     

水平管降膜蒸发器管外液体流动数值模拟

水平管外液体成膜厚度是反映管外液体流动情况的重要参数之一.本文用数值模拟的方法,通过计算不同条件下的液膜厚度来研究冷态情况下水平管降膜蒸发器管外液体流动的影响凶素.计算结果表明:液体的初始流速和管间距对蒸发器底部蒸发管管外液体的流动影响比较明显,要增大整个降膜蒸发器中成柱状流的管排范围,需同时考虑流速及管间距的影响,且二者的变化对成柱状流的管排数的影响趋势相反.     

CO_2冷风机结构参数对换热性能影响的仿真研究

通过建立的数学仿真模型,对冷风机的运行性能进行了仿真模拟。得到了冷风机结构参数(管间距、翅片间距和翅片厚度)对其性能的影响:随着冷风机翅片间距的增大,传热系数增大,相反的制冷量减小;随着管间距的逐渐增大,传热系数减小,相反的制冷量增大;随着翅片厚度的增大,传热系数和制冷量均呈现增大的趋势,但随着翅片厚度的持续增大,制冷量的变化梯度逐渐变小。管间距和翅片间距对冷风机性能会产生很大的影响。     

制冷用水平管降膜蒸发器换热特性数值模拟

水平管降膜蒸发器相比满液式具有换热效率高、制冷剂充注量少等优点。文中采用分布参数法建立水平管降膜蒸发换热模型,应用MATLAB软件,对换热管在理想条件下的换热特性进行了数值模拟。研究了光管及Turbo-BII管在管外无干斑发生换热条件下,管外降膜蒸发换热系数、管内对流换热系数、总换热系数、热流密度、降膜蒸发因子、以及换热管单元换热量沿管长方向分布规律,并根据计算结果分析了管间距对换热的影响。该研究为应用于制冷空调领域水平管降膜蒸发器的设计提供理论指导,促进其在制冷空调领域的推广应用。     

ORC换热设备结构与操作参数多目标同步优化

随着全球性的能源紧缺和环境问题日益严重,通过充分利用可再生能源和工业余热资源,从而提高能源利用效率是缓解能源和环境问题的重要方式。有机朗肯循环(ORC)是最有应用前景的低品位热能发电技术之一。本文针对ORC系统建立了结构参数和系统操作参数同步优化的换热设备多目标优化模型,采用R245fa为工质和板式换热器,以效率最大和比投资成本最小为目标函数。首先分析了单个变量(蒸发压力、冷凝压力、过热度、蒸发器板间距、冷凝器板间距)对系统性能的影响,然后选取了系统的运行参数(蒸发压蒸发压力、冷凝压力、过热度)和换热器的结构参数(蒸发器和冷凝器的板长、板宽、板间距)九个参数为决策变量,利用遗传算法进行ORC换热设备结构与操作参数多目标同步优化,获得多目标优化的Pareto最优前沿及对应的最优系统运行参数和最佳换热器结构参数组合。