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在众多换热设备中,风冷式翅片管式换热器是一种在家用空调器、制冷设备以及工业领域内被广泛采用的换热器型式,此类换热器75%的热阻来自于空气侧,而空气侧性能将直接影响换热器的换热效率。 对于翅片管式换热器而言,管径、管排数、管间距以及翅片间距等诸多因素都会影响到空气侧的传热和压降性能,其中,翅片的种类以及结构对换热器空气侧性能起着决定性的影响作用。因此,探究翅片类型对空气侧性能的影响对于提升翅片管式换热器的换热性能具有重要意义。 针对某种特定翅片型式换热器空气侧的性能评估,国内外研究人员进行了大量的理论和试验研究。D.G.Rich研究了翅片间距和管排数对空气侧性能的影响,研究结果表明翅片间距对换热系数的影响不大,管排数对空气侧的压降影响不大。D.L.Gray等对于平片型的翅片管式换热器拟合出一个关系式,利用该关系式可以对翅片间距、管排数、管间距和管径等参数对空气侧性能的影响得到合理的预测:翅片间距对换热系数影响不大;管排数对摩擦因子的影响可以忽略不计;翅片厚度对换热系数和摩擦因子的影响也可以忽略不计。林欣对比了不同结构下H型翅片换热器的换热性能。高旭亮研究了十字型翅片在不同翅片参数下对相变蓄热器换热性能的影响。综上所述,以往的研究大都集中于探究某种特定翅片型式的几何参数对于换热器空气侧性能的影响以及其结构参数的优化,而针对不同翅片片型换热器空气侧性能的对比研究较少。表1 三种翅片结构 秋雨豪选取了市场上常见的波纹片型、百叶窗片型以及桥片型3种翅片类型,分析了每种片型的3种不同翅片间距在干空气、湿空气两种试验条件下对换热器空气侧换热和压降性能的影响,以对应换热器作为冷凝器或蒸发器的实际应用场景,试验结果如下:1、干空气工况(进口空气干/湿球温度为35.0℃/17.8℃)1) 在干空气工况条件下,对同一空气流速时3种片型的换热器热阻,波纹片型的热阻*大,百叶窗片型的热阻次之,桥片型的热阻*小。在*小风速1.1 m/s条件下,较之波纹片型换热器,百叶窗片型的热阻降低22%,桥片型的热阻降低36%;2) 在干空气工况条件下,对同一空气流速时3种片型的换热器压降,波纹片型的压降*小,百叶窗片型和桥片型的压降的差别在8%左右。百叶窗片型和桥片型的压降较之波纹片型增大45%左右。对某种特定片型的换热器,风速越小,热阻随翅片问距的增大越明显;空气流速增加,翅片间距对热阻的影响逐渐减弱。同一空气流速时压降随着翅片间距的增大而减小,且空气流速越大,压降的值越大。2、湿空气工况(进口空气干/湿球温度为26.7℃/21.7℃)1) 在湿空气工况条件下,对同一空气流速时3种片型的换热器热阻,波纹片型的热阻*大,百叶窗片型的热阻次之,桥片型的热阻*小。较之波纹片型换热器,百叶窗片型的热阻降低20%,桥片型的热阻降低38%;2) 在湿空气工况条件下,对同一空气流速时3种片型的换热器压降,波纹片型的压降*小,百叶窗片型和桥片型的压降接近。对某种特定片型的换热器,翅片间距对热阻的影响不大。同一空气流速时压降随着翅片间距的增大而减小,且空气流速越大,压降的值越大。3、结论:-在干空气工况下,同一风速时波纹片型换热器热阻*大,百叶窗片型换热器热阻次之,桥片型换热器热阻*小,而换热器空气侧压降与热阻的变化趋势相反;-在湿空气工况下,同一风速时,3种片型换热器的热阻变化趋势同干空气工况一致,百叶窗片型和桥片型的换热器空气侧压降接近,波纹片型的换热器空气侧压降相对较低。此文章选自:秋雨豪.三种常见的翅片型式对翅片管式换热器性能的影响[J].制冷与空调,2019,19(09):40-43+49.
针对提升翅片管式换热器整体性能的研究
烯泰天工专注于高效小管径换热系统的结构设计及精密制造,凭借着雄厚的设计及制造实力,将理论与实践相结合,分别针对翅片管式换热器的换热管、翅片进行了结构设计及优化。
? 一方面减小换热管直径,采用核心D3小管径技术,在大幅提升换热效率的同时,有效地降低了材耗及成本; 另一方面,公司依托浙江大学山东工业技术研究院为平台,建成了焓差测试实验室(鲁南地区**套完整的国家标准的大型空气调节综合检测设备)、传热风洞实验室等重点实验室。为探究3种不同翅片型式对翅片管式换热器性能的影响,在相同的T1工况下,针对采用波纹片型、百叶窗片型以及桥片型翅片换热器的同一机器的散热性能进行了焓差对比测试;同时结合测试结果及相关文献资料,进行了翅片结构参数的调整,以进一步优化小管径换热器的整体性能。
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