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《重庆大学》 2008年
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圆孔翅片管式制冷换热器的节能性能研究

方赵嵩  
【摘要】: 随着能源的日渐紧缺,节能措施变得越来越重要。我国换热设备能源利用率较低,有着很大的节能空间,特别是在翅片管式换热器领域,气体侧的强化换热有着广阔的发展前景。干工况下,理论研究与实验结果都表明:在翅片表面穿孔是一种很好的强化传热措施,具有较好的节能效果。在最窄通道截面风速Umax=1~8m/s的范围内,大直径圆孔翅片最优片型的当量换热系数h比平翅片增加了22.6%~30.4%,压降△P最大增幅不超过8%。在风速u=0.5m/s下结霜工况的实验研究结果表明:与平翅片相比圆孔翅片有效制冷量高出6.02%,表面对流换热系数高出18.84%,霜层形成过程中,传热系数比平翅片平均高出11.53%;圆孔翅片管式换热器的实际制冷换热系数比平翅片高出6.83%,节能6.39%。 圆孔翅片在干工况下强化传热研究只局限于实验,理论分析的深入程度不够。本文利用FLUENT软件的对平翅片、对称圆孔翅片和三对称圆孔翅片管式换热器空气侧的流动和换热进行了数值模拟,分析了不同风速下的速度场、温度场和努谢尔特数分布。模拟结果与已有实验结果吻合较好,平均误差小于10%。模拟结果证实:同等条件下,三对称圆孔翅片平均换热系数比平翅片平均高出25.7%,是其中的最优片型。 前期结霜工况下的实验研究是在一个冰箱中进行的,只有单风速的情况,实验结果不能全面反应圆孔翅片的强化传热性能。本文利用一个标准的风洞实验台,分别对平翅片、对称圆孔翅片和三对称圆孔翅片管式换热器进行了结霜工况下的换热和制冷性能对比性实验。比较分析了三种翅片管式换热器在实验条件下的有效制冷量、平均换热系数和阻力的大小;比较分析了强化翅片的节能效果。结果表明:实验条件下,三对称圆孔翅片的强化传热效果最好。①与平翅片相比较,三对称圆孔翅片的强化传热效果最显著,制冷量最大提高16.87%,平均提高9.1%。②平均当量换热系数与矩形平翅片相比,最大提高了80.15%,最小提高了49.66%,平均提高了64.29%。③COP值最大提高30.16%,最小提高14.95%,平均提高22.93%。 文章最后利用对称圆孔翅片做成的三排变间距蒸发器和非变间距蒸发器进行对比性实验,实验结果表明:①变间距翅片管式蒸发器前三个风速下当量换热系数平均比非变间距翅片管式蒸发器提高12.57%,最大提高18.26%,最小提高9.4%。②在满足制冷量的前提下,变间距翅片管式换热器节省材料21.43%,有显著的节能前景。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TU833

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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1 ;攀登高峰俯看风光无限[N];湖北日报;2007年
2 本报记者 艾春义 赵波 通讯员 王莉;让四平换热器“航母”破浪前行[N];四平日报;2007年
3 记者 曲丹;整合换热器资源 打造中国换热器城[N];四平日报;2007年
4 张远平 李世铭;湖北登峰借外脑开发船用换热器[N];中国船舶报;2006年
5 张勤业;我国氯化钙装置防垢节能技术获突破[N];中国海洋报;2007年
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8 石国栋 罗臻;登峰成为换热器“全能”生产企业[N];黄石日报;2006年
9 记者 张妍 鲍园园 高原 丁旭 邵伟 袁松年 (本报记者 张妍);集源聚能谋新篇[N];吉林日报;2009年
10 记者  黄宣传 通讯员  石国栋;营建“换热器博物馆”[N];湖北日报;2006年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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3 许鹏彦;U型辐射管性能研究与燃烧过程数值模拟[D];重庆大学;2008年
4 杨画春;纳米流体强化传热特性的研究[D];青岛科技大学;2007年
5 林红;纳米流体强化传热特性的理论及实验研究[D];青岛科技大学;2008年
6 管洪军;200MW汽轮机凝汽器的传热与流动数值计算及强化传热工程改造[D];山东大学;2006年
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10 杨秀杰;圆弧切线波纹换热管传热强化性能和轴向刚度研究[D];北京化工大学;2008年
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