翅片管式換熱器的換熱性能研究

翅片管式換熱器是一種在制冷、空調(diào)、化工等工業(yè)領(lǐng)域廣泛采用的一種換熱器形式。

在空調(diào)制冷行業(yè)中,對它的研究不僅有利于提高換熱器的換熱效率和整體系統(tǒng)性能,而且對改進(jìn)翅片換熱器的設(shè)計(jì)型式,推出更加節(jié)能、節(jié)材的緊湊式換熱器有著重要的指導(dǎo)意義。由于在傳熱性能上翅片管式換熱器空氣側(cè)的換熱熱阻在整個(gè)熱阻中占有主要比重,而翅片結(jié)構(gòu)形式和幾何尺寸的差異對空氣側(cè)的換熱性能與流動(dòng)阻力又起著決定性的影響,因此改進(jìn)管外空氣側(cè)的翅化形式,提高空氣側(cè)換熱系數(shù)已成為空調(diào)制冷行業(yè)人們關(guān)心一個(gè)課題。本文就幾種不同強(qiáng)化換熱方式下的翅片類型(如:平翅片、波紋形翅片、條縫形翅片、百葉窗形翅片等)的最新研究成果,做概括性的分析和介紹。

1，翅片管式換熱器的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展人們在進(jìn)行強(qiáng)化翅片表面換熱的研究中,提出了各種強(qiáng)化換熱的方法。

總的來說,有以下的幾種方法:一是減小換熱管的結(jié)構(gòu)尺寸,采用小管徑換熱管代替大管徑換熱管,同時(shí)減小管排橫向間距及縱向間距。從目前家用空調(diào)中所采用的換熱管尺寸來看,其管徑有不斷減小的發(fā)展趨勢,從以前的9.52mm,7.94mm,到現(xiàn)在的7.0mm;

二是增強(qiáng)空氣側(cè)的湍流強(qiáng)度,可通過不斷改變氣流來流方向,來達(dá)到強(qiáng)化換熱的目的,主要采用將翅片沖壓成波紋形,由此產(chǎn)生了波紋形翅片類型;

三是采用間斷式翅片表面,將翅片表面沿氣流方向逐漸斷開,以阻止翅片表面空氣層流邊界層的發(fā)展,使邊界層在各表面不斷地破壞,又在下一個(gè)沖條形成新的邊界層,不斷利用沖條的前緣效應(yīng),達(dá)到強(qiáng)化換熱的目的。

對翅片管式換熱器強(qiáng)化傳熱的幾點(diǎn)建議：
1)到目前為止,人們對翅片管式換熱器已進(jìn)行了不小研究,但限于條件,大多數(shù)研究者的實(shí)驗(yàn)范圍較窄,故其適用性受到限制。

2)對于現(xiàn)有的翅片管式換熱器的研究,由于一些客觀條件的限制(如:產(chǎn)品專利等),造成實(shí)驗(yàn)研究測試的結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)的不連續(xù)性,對于各種翅片類型的實(shí)驗(yàn)研究還極不完整。因此當(dāng)前的工作之一就是繼續(xù)加強(qiáng)對管外強(qiáng)化翅片的實(shí)驗(yàn)研究,并歸納出較通用的換熱及壓降關(guān)聯(lián)式。

3)對不同翅片類型的強(qiáng)化機(jī)理的研究還尚待繼續(xù)開展,同時(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn),在理論分析不同的翅片幾何結(jié)構(gòu)在強(qiáng)化傳熱,及其阻力特性的差異。

4)同時(shí)針對現(xiàn)有的翅片管式換熱器的研究,還存在著一些問題,如:所采用的實(shí)驗(yàn)方法上的差異,以及在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法的差異等,都造成所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果的較大差異。

5)由于翅片形式的多樣性,還沒有形成統(tǒng)一的對比標(biāo)準(zhǔn),所以還也很難形成大家都比較認(rèn)同的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。

6)對于實(shí)際運(yùn)行工況下,空氣來流的不均勻性、翅片布置方式等對現(xiàn)有翅片類型的換熱及壓降特性的影響,還少有人研究。總的來說,隨著人們對緊湊式換熱器的不斷重視,對強(qiáng)化換熱表面的研究也會(huì)越來越得到關(guān)注,對它的研究必將對翅片管式換熱器的設(shè)計(jì)及制造具有重要的指導(dǎo)性作用。