技术研究湿工况下管排数对翅片管换热器表面
翅片管换热器由于具备传热系数高、单元体积换热面积较大、简单制造等好处，已被遍及运用于房间空调器中。
当翅片管换热器用做挥发器时，其表面每每处于析湿工况，此时空气中的颗粒物简单吸附在表面含有冷凝水的翅片上，进而对调热器的功用衰减产生严峻的影响。
别的，不同管排数的翅片管换热器其表面积、震动阻力等不同，致使换热器表面积灰水平不同，使得换热器集体功用有所差别。是以，为了可以深入探索析湿工况下积灰对翅片管换热器功用的影响规律，肯定首先针对析湿工况下管排数对翅片管换热器表面积灰的影响实行协商。
0引言现有析湿工况下翅片表面粉尘堆积特色的协商重要集结在含湿气流和淋水两个方面。含湿气流对粉尘堆积的影响重要显露在空气湿度上。水蒸气会润泽颗粒表面，当颗粒物彼此挨近时会在来往点及其临近产生液桥，使得颗粒产生黏连进而改动颗粒体系的力学性质。与干枯颗粒比拟，湿颗粒由于在颗粒间存在液桥黏附力，使得湿颗粒更简单在表面产生较厚的污垢层。淋水对粉尘堆积的影响重要显露在淋水量上，且跟着淋水量的增大，粉尘堆积量的改动趋向是先增大后减小。
开初换热面上较少的水量有助于粉尘的粘附，跟着淋水量的增大，换热面上大部份的污垢将会被淋水冲洗掉。经淋水荡涤事后的换热器的功用可以根底维持与新换热器的功用一致。然云尔有的这两个方面的协商均未思考翅片表面产生析湿局面并附着有冷凝水时粉尘颗粒物的堆积效用，也没有思考到管排数在析湿工况下对翅片管换热器积灰特色的影响，是以肯定实行关联协商。
本文的宗旨是经过可视化试验，协商开窗翅片管式换热器在析湿工况下的积灰特色，剖析管排数对粉尘堆积量、空气侧压降和换热量的影响。
1试验道理与测试样件1.1试验道理及安设
换热器积灰可视化试验台由5部份构成，包罗蒸汽产生系统、风道系统、粉尘产生系统、可视化测试段和称重系统。试验台道理图如图1所示。
试验道理以下：
蒸汽产生系统用于供应具备肯定风速、温度和湿度的湿空气，粉尘产生系统用于供应具备肯定原料流量的测试粉尘。
（1）行使风道系统将湿空气通入粉尘搀和箱与测试粉尘相搀和，产生具备肯定风速、温度、湿度和特定浓度的含尘气流。
（2）行使半导体系冷组件完结测试样件表面的析湿。待测试样件表面全部析湿后，将契合试验工况的含尘气娴熟往可视化测试段，对析湿后的测试样件实行积灰试验。
（3）再行使称重系统对粉尘堆积量实行称量。蒸汽产生系统包罗空压机、流量调动阀、加湿箱、电加热管、调压器、蒸汽搀和箱、蒸汽调动阀、PID控温安设、温控探头、电加热棒。空压机用于供应肯定压力和体积流量的干空气，流量调动阀用于调动干空气的流速，加湿箱经过电加热管加开水至蒸汽来供应湿蒸汽，调压器用于调动电加热管功率，蒸汽调动阀用于调动空气湿度。
PID控温安设经过温控探头的温度反应，主动调动电加热棒功率来把持空气入口温度。蒸汽搀和箱用于搀和干空气与湿蒸汽，进而产生特定温度和相对湿度的气流。风道系统包罗浮子流量计、延续法兰微风管。
浮子流量计用于丈量气流流量。风管由不锈钢材料制做，用于带领气流至粉尘搀和箱。粉尘产生安设包罗把持柜、螺旋给料机和粉尘搀和箱。把持柜经过调动螺旋杆转速把持粉尘原料流量。螺旋给料机办事道理为：首先将粉尘填置于料机的螺旋叶片之间，而后行使把持柜调动螺旋杆转速，将粉尘按给定速度投入粉尘搀和箱中，与风道中来流湿空气混兼并产生含尘气流。
可视化测试段用于完结测试样件在析湿工况下的积灰流程，可察看换热器表面积灰散布、丈量空气侧压降及换热量。测试段包罗通明风罩、不变夹具、半导体系冷组件、压差传感器及温湿度传感器。半导体系冷组件是完结测试样件表面析湿的关键组件，包罗测试样件、导冷铝板、半导体系冷片、散炎风扇、热敏电阻。
其办事道理以下：
半导体系冷片经过导冷铝板为测试样件供应冷量，使样件表面析湿；散热翅片及散炎风扇用于将热量散出。热敏电阻丈量铝板温度，行使制冷温控安设实行反应调动，进而使测试样件表面得到不同的析湿温度。压差传感器用于丈量样件积灰先后的压差。温湿度传感器用于丈量测试段相差口的空气侧温湿度。可视化测试段及半导体系冷组件道理图如图2所示。称重系统用于称量换热器表面积灰量，包罗剖析天平与电热真空干枯箱。电热真空干枯箱用于将测试样件表面粉尘烘干。剖析天平用于称量烘干后的测试样件分量。
1.2试验工况及测试样件
试验工况参数为管排数。本文中翅片管换热器管排数选为1排、2排和3排，遮蔽罕见的空调室外换热器管排数，其什物图如图3所示。1排、2排、3排管翅片样件长度离别为12.7mm、25.4mm和38.1mm，样件宽高均为20*84mm，翅片间距均为1.6mm，管径均为7mm，横、纵向管间距均离别为21mm、12.7mm。试验工况选为入口空气温度25℃、相对湿度70%、风速v=1.5m/s及喷粉浓度c=1.1g/m3。现实大气中粉尘成份相当繁杂，按照ASHRAE协会的规矩，人为合成测试粉尘中请求有72%的成份为二氧化硅和25%为炭黑。是以，为了保阐明验中的粉尘可以涵盖大气粉尘中的根底成份，故采选的粉尘样本为均匀粒径为10μm的二氧化硅以及响应比例的炭黑，粉尘密度为2.2*kg/m3。
2数据责罚法子及过错剖析2.1数据责罚法子
本试验中压降数据可由压差传感器得到，粉尘堆积量、空气侧换热量数据则由特定干系式得出。
2.2过错剖析
本试验的试验参数包罗直接和直接试验参数，直接试验参数过错经过试验仪器丈量得到。直接试验参数包罗粉尘堆积量、空气侧压降、空气侧换热量，经过Moffat法子可求得过错，如表1所示：
3试验完毕与剖析3.1翅片顶风面粉尘堆积散布特色剖析
图4(a)、(b)、(c)是不同管排数翅片管换热器样件顶风面的积灰什物图。
由图4(a)、(b)、(c)可知，跟着管排数的增添，换热器翅片表面积灰越来越严峻。起因是在析湿工况下，当管排数增添时，一方面，换热器的表面积增大，使得气流中的粉尘颗粒与换热器来往产生碰撞堆积的几率增大，另一方面，析湿面积增添，粉尘与翅片表面液滴更简单产生粉尘污垢，不易从翅片表面零落，因此致使管排数大的换热器更易积灰。
3.2管排数对粉尘堆积量的影响
图5给出了当翅片表率为开窗翅片、翅片间距为1.6mm时，管排数对粉尘堆积量的影响。由图5(a)可知，换热器样件表面粉尘堆积量跟着管排数的增添而逐步增大。积灰到达稳守时，管排数为3的换热器样件表面的积灰量比管排数为2和管排数为1的离别增添18.7%和.6%。这是由于管排数增添时，增大了换热器与含尘气流的来往面积，使得含尘气流震动流程中与换热器表面产生碰撞的粉尘颗粒增添，进而增添了粉尘堆积量。
由图5(b)可知，换热器样件单元面积粉尘堆积量跟着管排数的增添而逐步减小。积灰到达稳守时，管排数为1、2和3的换热器样件单元面积粉尘堆积量离别为.3g/m2、.3g/m2和.6g/m2，管排数为3的换热器样件表面的单元面积积灰量比管排数为2和管排数为1的离别减小了20.9%和23.7%。起因是跟着管排数的增大，粉尘在换热器样件表面的堆积总量增添，同时由于大管排数换热器的表面积也增添，进而致使单元面积积灰量较小。
3.3管排数对压降的影响
图6给出了当翅片表率为开窗翅片、翅片间距为1.6mm时，管排数对压降的影响。
由图6(a)可知，积灰致使空气侧压降增大。积灰到达稳守时，管排数为1、2和3的换热器样件空气侧压降离别增添了.3%、.9%和%。这是由于，当含尘气流在换热器翅片及换热管间震动时，含尘气流中带领的粉尘颗粒物会与样件表面产生碰撞堆积，使得样件表面附着有洪量的粉尘，增大了震动阻力，进而致使换热器压降增大。由图6(b)可知，压降坚固因子跟着管排数的增添而逐步减小。当积灰到达稳守时，管排数为1、2和3的换热器样件的压降坚固因子离别为10.18、9.25和7.24。
起因是当管排数增添时，一方面，跟着管排数的增添，空气侧压降增大；另一方面，管排数大的换热器其积灰前的空气侧压降也较高，因此使得积灰褂讪后的压降坚固因子随管排数的增添而减小。
3.4管排数对调热量的影响
图7给出了当翅片表率为开窗翅片、翅片间距为1.6mm时，管排数对调热量的影响。
由图7(a)可知，积灰致使换热器的换热量减小。当积灰到达稳守时，管排数为1、2和3的换热器样件换热量离别减小了52.6%、50.5%和45.2%。这是由于，当含尘气流在换热器翅片及换热管间震动时，其带领的粉尘颗粒物与换热器表面产生碰撞堆积，使得样件表面堆积有洪量的粉尘，减小了换热面积，增大了受热面的热阻，致使换热器换热量减小。
由图7(b)可知，换热量衰减因子跟着管排数的增添而逐步减小。当积灰到达稳守时，管排数为1、2和3的换热器样件的换热量衰减因子离别为0.53、0.50和0.45。起因是当管排数增添时，一方面，含尘气流总换热面积增添，使得换热器换热量增大，另一方面，管排数大的换热器其积灰前的空气侧换热量也较高，因此使得积灰褂讪后的换热量衰减因子随管排数的增添而减小。
4论断1）析湿工况下，开窗翅片管式换热器的管排数越多，单元面积粉尘堆积量越小。管排数为3的换热器样件单元面积粉尘堆积量比管排数为2和管排数为1的离别减小了20.9%和23.7%。
2）管排数越大，空气侧压降增幅越小。关于管排数为1、2和3的换热器样件，积灰致使空气侧压降离别增添了.3%、.9%和.0%。
3）管排数越大，换热量衰减幅度越小。关于管排数为1、2和3的换热器样件，积灰致使换热量离别减小了52.6%、50.5%和45.2%。
版权解说：本文做家鞠培玲、唐家俊、庄大伟等，版权归属原做家，由制冷空调理热器技能同盟编纂整顿，转载请说明。
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