翅片厚度对翅片管换热器性能影响的分析
翅片管式换热器是空调中最罕用的换热器构造方式。换热器是空调器功用晋升的关键技能,行业内对翅片管换热器的片型、管形、流路等举行了大批协商。本文经过对不同翅片厚度对应种种规格换热器举行数值模仿,解析翅片厚度对不同规格换热器的影响,并针对不同规格换热器给出保举的翅片厚度,力求换热器功用和成本最优,晋升产物比赛力。
1、数学物理模子及考证
1.1物理模子
本文所协商的开缝翅片构造简图如图1所示,翅片打算模子如图2所示。模子琢磨了管径的翻边厚度并归入管外换热的打算。
1.2数学模子
1.2.1打算模子及管制方程
哄骗对称性,创造翅片的基片位于打算模子的中央:假设空气侧活动为不成压、稳态和常物性对流换热流程。管制方程囊括了三维的接连性方程、动量方程和能量方程。假设铜管内、表面面温度维持固定,粗心翅片和铜管间的来往热阻。打算前提为:取铜管壁温度K,外界气流温度K。压力一速率耦合采纳SIMPLE办法,翅片表面采纳本身导热和对流换热的耦合方法,地域的边境哄骗对称性边境前提和周期性边境前提,其管制方程见文件[18]。
1.2.2边境前提
打算中为了保证出口处的平匀流速,把打算地域进取游和下游别离伸长响应的活动深度。出口边境前提为流度、温度平匀散布;出口为充足进展边境前提。通盘伸长段的侧面均为对称性边境前提。在换热片地域,前、后(侧面)流体区和翅片地域均为对称性边境前提,管壁区为无滑移恒壁温边境前提,上、卑劣体地域为周期性边境前提。
1.2.3网格自力性考证
采纳四周体网格别离对流体和固体部份举行区分。为了升高解的精度和牢靠性,首先举行网格自力性测算,采纳不同的网格密度反复一样的打算,对比所得的结局,对考证打算结局的牢靠性具备特别严重的意义。以模子(由两排外径7mm铜管组成)为例,别离采纳网格数目为48万、60万、71万、82万和95万时,以48万网格为基准,压降和换热量相干于基准网格的变动率如图3所示,当网格大于71万时,压降和换热量的变动率特别小,琢磨到仿真打算功夫,是以采纳大于71万网格完万也许餍足现有打算的精度请求,且在理论仿真中采纳的网格数均大于71万。
1.2.4模子考证
以两排外径9.52mm铜管换热器举行模仿和换热器单领会证,详细换热器参数及单体测试前提见表1,理论打算结局与换热器单体测试结局见图4,图中9.52-1.4-0.和9.52-1.5-0.示意管径9.52mm、片距1.4mm和1.5mm、翅片厚度0.mm。换热器单体测试中,空气侧换热才能均到达管内侧97%以上。
从理论打算结局和换热器单体测试结局来看,1.4mm和1.5mm片距理论打算值别离高单体测试值0.2%和0.66%,均小于1%;1.4mm片距单体测试才能值较1.5mm片距高4.62%,1.4mm片距理论打算值较1.5mm片距高4.13%,两者各自的变动趋向出入0.49%。是以,理论打算值与实践测试值合乎较高,所建模子也许较好展望换热器功用。
2、翅片厚度对两排不同管径换热器功用影响的数值协商
2.1打算前提
在出口风速为1.25m/s前提,别离对保守规格两排外径9.52mm铜管、外径7mm铜管套宽片、外径5mm铜管举行仿真协商,详细参数见表2。
2.2打算结局解析
3种不同换热器空气侧不同翅片厚度单元面积换热量及相干于0.mm厚度翅片换热量晋升如图5所示。
从图中也许看出,在不异风速前提下,翅片厚度为0.1mm、0.mm两排外径9.52mm铜管换热器的单元面积换热量比0.mm翅片厚度别离晋升2.14%、4.25%;翅片厚度为0.1mm、0.mm两排外径7mm铜管套宽片换热器的单元面积换热量比0.mm翅片厚度别离晋升1.99%、3.66%;翅片厚度为0.1mm、0.mm两排保守外径5mm铜管换热器的单元面积换热量比0.mm翅片厚度别离晋升1.29%、2.47%。是以,管径越大,翅片厚度对调热功用影响越大。
3、翅片厚度对两排不同片宽的换热器功用影响的数值协商
3.1打算前提
在出口风速为1.25m/s前提下,别离对两排外径7mm铜管套用不同的片宽举行仿真协商,详细参数见表3。
3.2打算结局解析
5种不同换热器空气侧不同翅片厚度单元面积换热量及相干于0.mm翅片厚度换热量晋升如图6所示。
从图中也许看出,在不异风速前提下,翅片厚度为0.1mm、0.mm片宽22mm换热器的单元面积换热量比0.mm翅片厚度别离晋升1.99%、3.66%;翅片厚度为0.1mm、0.mm片宽20mm换热器的单元面积换热量比0.mm翅片厚度别离晋升1.79%、3.43%;翅片厚度为0.1mm、0.mm片宽18mm换热器的单元面积换热量比0.mm翅片厚度别离晋升1.64%、3.02%;翅片厚度为0.1mm、0.mm片宽13.4mm换热器的单元面积换热量比0.mm翅片厚度别离晋升1.49%、2.81%。是以,关于外径两排7mm铜管换热器,翅片宽度越宽,翅片厚度对调热功用影响越大。
4、翅片厚度对不同开缝方式换热器功用影响的数值协商
4.1打算前提
在出口风速为1.25m/s前提下,别离对两排外径7mm铜管开缝方式别离为百页窗安宁片举行仿真协商,详细参数见表4。
4.2打算结局解析
两种不同换热器空气侧不同翅片厚度单元面积换热量及相干于0.mm翅片厚度换热量晋升如图7所示。
从图中也许看出,在不异风速前提下,翅片厚度为0.1、0.mm百页窗翅片换热器的单元面积换热量比0.mm翅片厚度别离晋升1.74%、3.33%;翅片厚度为0.1、0.mm平片翅片换热器的单元面积换热量比0.mm翅片厚度别离晋升1.5%、2.79%。是以,关于两排外径7mm铜管换热器,开缝翅片的翅片厚度对调热功用影响比平片较大。
5、翅片厚度对不同片距换热器功用影响的数值协商
5.1打算前提
在出口风速为1.25m/s前提下,别离对两排外径7mm铜管套宽片举行仿真协商,详细参数见表5。
5.2打算结局解析
3种不同换热器空气侧不同翅片厚度单元面积换热量及相干于0.mm翅片厚度换热量晋升如图8所示。
从图中也许看出,在不异风速前提下,翅片厚度为0.1mm、0.mm片距为1.4mm换热器的单元面积换热量比0.mm翅片厚度别离晋升1.38%、2.57%;翅片厚度为0.1mm、0.mm片距为1.3mm换热器的单元面积换热量比0.mm翅片厚度别离晋升1.27%、2.5%;翅片厚度为0.1mm、0.mm片距为1.2mm换热器的单元面积换热量比0.mm翅片厚度别离晋升1.34%、2.38%。是以,关于外径7mm铜管翅片,片距越大,翅片厚度对调热功用越大。
6、翅片厚度对不同排数换热器功用影响的数值协商
6.1打算前提
在出口风速为1.25m/s前提下,别离对常例外径7mm铜管换热器两排和三排举行仿真协商,详细参数见表6。
6.2打算结局解析
两种不同换热器空气侧不同翅片厚度单元面积换热量及相干于0.mm翅片厚度换热量晋升如图9所示。
从图中也许看出,在不异风速前提下,翅片厚度为0.1mm、0.mm两排外径7mm铜管换热器的单元面积换热量比0.mm翅片厚度别离晋升1.43%、2.75%;翅片厚度为0.1mm、0.mm三排外径7mm铜管换热器的单元面积换热量比0.mm翅片厚度别离晋升1.32%、2.5%。是以,翅片厚度对应不同换热器排数的换热功用根本均无影响。
7、翅片厚度对不同管径和管间距换热器功用影响的数值协商
7.1打算前提
在出口风速为1.25m/s前提下,别离对常例两排外径5mm铜管换热器和小管间距换热器举行仿真协商,详细参数见表7。
7.2打算结局解析
两种不同换热器空气侧不同翅片厚度单元面积换热量及相干于0.mm翅片厚度换热量晋升如图10所示,图中常例换热器简称5-19.5-11.6-1.2,小管距换热器简称5-14-12-1.2。
从图中也许看出,在不异风速前提下,翅片厚度为0.1mm、0.mm两排常例外径5mm铜管换热器的单元面积换热量比0.mm翅片厚度别离晋升1.29%、2.47%;翅片厚度为0.1mm、0.mm新式外径5mm铜管换热器的单元面积换热量比0.mm翅片厚度别离晋升0.97%、1.76%。是以,关于小管径小管间距换热器,翅片厚度对调热功用的影响小于常例小管径换热器。
8、论断
本文经过对翅片式换热器不同管径、不同中央距、不同片宽、不同片距、开缝翅片、不同排数、小管径和小管间距对应不同翅片厚度举行数值协商。数值协商相干论断以下:
1)换热器管径、片宽、片距越大,翅片厚度对调热功用影响越大;
2)开缝翅片与平片比拟,翅片厚度对调热功用影响较大;翅片厚度对应不同排数的换热功用根本无影响;
3)小管径小管间距换热器的翅片厚度对调热功用影响较小。
关于室外机换热器(要紧规格是外径9.52mm铜管、外径7mm铜管套宽片),琢磨到空调哄骗流程积灰对功用衰减影响,创议采纳0.mm翅片厚度;关于小管径小管间距换热器,归纳琢磨成本和换热功用,创议采纳0.mm翅片厚度。
版权申明:本文做家赵夫峰,版权归属原做家,体例由制冷空改变热器同盟编纂整治,转载请讲授起原。点赞勉励前进转发传播交情本
转载请注明:http://www.abuoumao.com/hyls/1053.html