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翅片管换热器温差场的均匀性研究

王永  
【摘要】: 长期以来,翅片管换热器广泛应用于工业界,由此翅片管的强化换热就成为了学术界重要研究领域之一。清华大学的过增元院士从“场”这个新颖的角度分析换热机理,从而开创性地提出了强化换热的场协同原理。基于场协同强化换热的思想,本文对翅片管换热器温差场的均匀性进行了深入研究。 本文总结了翅片管换热器近几年的发展概况,陈述了换热器强化换热的场协同原理并介绍了其在换热器强化换热中的应用。工作中,设计并搭建了测量翅片管式换热器效能和温差场的均匀性因子的热水空冷实验台。在此实验台上,对十一种不同流程的翅片管换热器和在窗机空调中使用的翅片管式冷凝器原型进行了比较测量。 实验结果表明:对于相同分流情况的翅片管换热器,在相同热水流量和相同来流风速下,水侧压降基本相等,而温差场均匀性好的翅片管换热器效能高,验证了场协同理论的正确性;在相同的热水流量下,翅片管换热器温差场的均匀性因子随着风速的增大而减小,效能随着风速的增大而增大;随着风速的增大,翅片管换热器的温差场的均匀性变差,效能增大程度减弱;在相同风速下,翅片管换热器的效能随着热水流量的增大而减小,而温差场的均匀性因子随着热水流量的增大先增大后减小;每一种风速对应着一个使翅片管换热器温差场的均匀性最好的流量值,这一数值随着风速的增大而增大;分流是减小压降和改善翅片管换热器温差场的均匀性的有效措施;冷凝器原型的温差场的均匀性较差,有较大的改善空间。


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