パラレルフロー熱交換器の伝熱性能に及ぼす影響要因の分析

1 空気側熱伝達率に対する正面風速の影響
異なる正面風速が空気側熱伝達率に及ぼす影響。 フィン高さが 6mm で他のパラメータが一定の場合、これに対応する空気側熱伝達係数は、正面風速 1.5m/s と 4.5m/s の場合、142w/(m2k) と 268w/(m2k) になります。それぞれ。 また、図２～図３より、同一条件下では、正面風速の増加に伴い空気側の熱伝達率が増加し、低速域では空気側の熱伝達率の増大が速いことがわかる。ゾーン。 ただし、構造が異なるコンデンサーには臨界風速が存在します。 風速が臨界風速を超えると、空気側抵抗が急激に増加し、熱伝達は一定値に近づく傾向があります。 並列流復水器の最適化設計では、正面風速が臨界風速よりも低くなるように、その構造を合理的に選択する必要があります。
歯高さが空気側熱伝達率に及ぼす影響
歯面風速が 3m/s で他の構造パラメータが変わらない場合、歯高さが 5mm のときの空気側の熱伝達係数は 257w/(m2k) です。 歯高さが 8mm に増加すると、空気側の熱伝達率も 158w/(m2k) に減少します。 平行流熱交換器が同じ扁平管幅、扁平管数、面風速、歯の厚さ、歯の間隔の下にある場合、歯の高さを低くすると、空気側の水力直径が減少し、空気流の流速が増加します。歯を介して空気側の熱伝達率を向上させ、熱交換器の熱伝達を向上させます。 しかし、熱伝達の増加により、扁平管の数は変わらないまま冷媒流量が増加するため、冷媒の圧力損失が増加し、温度差が減少します。
3. 空気側熱伝達率に及ぼす歯間隔の影響
平行流熱交換器では、歯の間隔は空気側の水力直径だけでなく、空気の流れの効率にも影響します。 歯面風速が 1.5m/s で他の構造パラメータが変わらない場合、歯間隔が 1.2mm の場合、空気側の熱伝達係数は 109w/(m2k) であることがわかります。 歯の間隔が1.8mmに増加すると、空気側の熱伝達率は99w/(m2k)に減少します。 歯間距離を小さくすると、空気側の水力直径が小さくなり、熱交換器の単位長さあたりの伝熱面積が増加し、空気側の熱伝達係数が向上し、熱交換器の伝熱性能が向上します。
シャッター角度が空気側熱伝達率に及ぼす影響
空気の大部分が歯板のシャッターを通って流れる場合、空気の大部分と歯板の間の熱伝達は効果的であると考えられます。 空気流の大部分が歯のシャッターなしで通路を直接流れる場合、空気流の大部分と歯の間の熱伝達は無効であると考えられます。 したがって、空気側の熱伝達率もブラインドの角度と大きく関係します。
また、正面風速3m/sのとき、ブラインドの角度を18度から33度に変化させると、空気側の熱伝達率が127w/(m2k)から177w/(m2k)に増加します。 したがって、適切なプロセス条件下では、空気側の熱伝達率を向上させるためにブラインドの角度を適切に増加させることができます。
パラレルフロー熱交換器の性能に対する他の要因の影響
平行流熱交換器の性能は、ブラインドの間隔、フラットチューブマイクロチャネルの形状、フラットチューブマイクロチャネルの穴の数によって影響されます。 正面風速が 3m/s の場合、シャッター間隔が 0.8mm から 1.3mm に増加すると、空気側の熱伝達係数は 154w/(m2k) から 158w/(m2k) に増加します。変化は大きくない。 これは、ブラインドの間隔の変化が空気側の熱伝達率にほとんど影響を与えないことを示しています。
フラットチューブマイクロチャネルの形状の違いは、平行流熱交換器の熱伝達性能に影響を与えます。 三角形のマイクロ流路は、長方形のマイクロ流路に比べて伝熱性能が悪く、圧力損失が大きい。 同じ扁平管幅の場合、多孔質三角形マイクロチャネルの熱伝達性能は、多孔質長方形マイクロチャネルの熱伝達性能よりも低い。 多孔質三角形マイクロチャネルの冷媒の出口圧力は、多孔質長方形マイクロチャネルよりも2.1〜9.9低く、熱伝達は17〜25減少します。多孔質三角形マイクロチャネルは、同じフラットチューブの下での冷媒の濡れ周囲を増加させますが、幅が広くても有効伝熱面積は増加しないため、多孔質三角形マイクロチャネルの伝熱性能は多孔質長方形マイクロチャネルの伝熱性能よりも低くなります。 したがって、現在の並流熱交換器では、多孔質の長方形のマイクロチャネルが主に使用されています。 同時に、フラットチューブ内のマイクロチャネル穴の数が多いほど、熱交換器の熱伝達性能が向上します。
結論
① 正面風速の増加に伴い、空気側の熱伝達率が増加します。 しかし、騒音を低減し、臨界風速範囲内で前面風速を制御するには、異なる平行流熱交換器構造に従って、前面風速を妥当な範囲内に制御する必要がある。
② 特定の条件下では、歯の高さと歯の間隔を小さくすると、空気側の水力直径が小さくなり、空気側の熱伝達係数が向上し、熱交換器の熱伝達性能が向上します。
(3) シャッターの角度や間隔などの他の要因も空気側の熱伝達率に一定の影響を与えますが、その影響は小さいです。 同時に、フラットチューブマイクロチャネルの形状とフラットチューブマイクロチャネルの穴の数も、マイクロチャネル内の冷媒の流れと熱伝達性能に影響を与えます。