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平行流蒸发器结构及安装角度对传热与压降特性影响研究

翟辰辰  
【摘要】:平行流换热器是一种换热高效、结构紧凑、成本低廉的新型换热器。近年来,人们对平行流换热器作为冷凝器的研究及应用较多,而平行流蒸发器的研究及应用较少。 平行流蒸发器空气侧的传热与压降特性是衡量其换热性能的两个主要指标。本文研究基于家用空调的平行流蒸发器,首先对翅片结构参数进行研究及优选,然后在此基础上研究安装角度对平行流蒸发器空气侧传热和压降特性的影响规律,为解决平行流蒸发器冷凝水难以排除的技术难题进行了有益的尝试,并为改善平行流蒸发器换热性能提供理论参考,全文分别以换热系数ha和压降△P表征平行流蒸发器空气侧传热和压降特性,本文开展的主要工作有: 1.建立了平行流蒸发器百叶窗翅片的数值计算模型,应用Fluent软件进行数值模拟,分析了空气在百叶窗翅片侧的传热、流动及压降变化规律,将换热系数、压降的数值模拟结果与试验关联式计算结果对比分析,验证了数值计算模型的可行性。 2.依据正交试验方法,建立了9种不同结构参数组合的百叶窗翅片几何模型,并进行数值模拟,以综合性能因子JF为评价指标,对模拟结果进行极差分析,获得了优选的翅片结构参数组合:翅片长度20mm、翅片间距1.5mm、翅片高度8mm、百叶窗角度30°。 3.基于优选的平行流蒸发器翅片结构参数,进行了自由进风和受限进风两种进风条件下的数值模拟,揭示了9种安装角度(0°、士15°、±30°、±45°、土60°)对平行流蒸发器空气侧传热与压降特性的影响规律,获得了换热性能较好的安装角度是:受限进风条件0=±60°。 4.借助换热器性能实验装置,进行了平行流蒸发器在不同安装角度下的传热和压降特性实验,对比实验结果与数值模拟结果,两者较一致,表明了数值模拟结果的正确性。


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