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翅片管式换热器表面粉尘沉积规律研究

白宝  
【摘要】:换热器表面粉尘的沉积不但引起了室内空气品质问题,而且造成了空调系统能耗的增加,进而影响到空调系统温度控制的精度。研究换热器表面粉尘的沉积规律,分析换热器表面积尘的性质,对强化换热器的传热、优化换热器的结构设计及定期清洗换热器都有着重要的现实意义。本文对换热器表面颗粒物沉积的研究主要分为三个部分,即换热器翅片前端边缘上的颗粒物沉积、盘管表面颗粒物的沉积及翅片壁面上颗粒物的沉积。 对空调室外换热器表面积尘特征的实验研究表明:积尘的平均粒径介于8~17μm之间,积尘的粒径分布曲线呈现双峰或三峰特征;粉尘主要沉积在翅片前端,而且换热器换热面顶部存在严重的搭桥现象。 采用数值模拟的研究方法,对含尘气流流经换热器时的速度场进行模拟研究,分析翅片前端周围及翅片间速度场分布对颗粒物沉积的影响,研究发现大粒径颗粒物容易在拦截、碰撞等作用下沉积于翅片前端部位;盘管对换热器内部速度场的影响大于翅片壁面对速度场的影响,前排管迎风面的积尘量比后排管迎风面的积尘量大,且小粒径的颗粒物在盘管的背风区更易于沉积。 本文应用孤立单根纤维捕集理论分析讨论颗粒物在换热器盘管上的沉积,重点分析了拦截沉积效率与微粒粒径、换热器迎面风速等参数的关系。盘管对颗粒物的拦截沉积效率随着颗粒物粒径的增大呈现出先增大后减小的趋势;小管径与小迎面流速使颗粒物更易于在拦截作用下沉积。 在确定换热器结构尺寸和选用翅片类型时应综合考虑换热系数、换热面积、压降和积尘等因素。


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