房間空氣調(diào)節(jié)器用換熱器空氣側(cè)傳熱與流動特性模擬及分析研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的提高，能源和環(huán)境矛盾日益突出。高效、節(jié)能、環(huán)保產(chǎn)品的研發(fā)已成為空調(diào)行業(yè)的一項重要課題?？照{(diào)器的能效指標主要受壓縮機工作效率和換熱器換熱效率的影響，提高換熱器的換熱效率，對提高房間空調(diào)器的制冷系數(shù)更為有效。房間空調(diào)器用換熱器的主要熱阻來自空氣側(cè)，空氣的流動特性對換熱器的換熱有重要影響。CFD數(shù)值模擬是分析研究換熱器空氣側(cè)傳熱與流動特性的常用有效方法。房間空調(diào)器用換熱器空氣側(cè)傳熱與流動特性的數(shù)值模擬，可為換熱器

2、的設(shè)計提供有效的驗證方法與手段，能夠為改善換熱器的傳熱特性提供一定的參考。
　　本文以典型的房間空調(diào)器用雙排（叉排）平直翅片管換熱器、傾角均勻的三角形波紋翅片管換熱器以及前平直后傾角均勻的波紋翅片管換熱器為研究對象，采用Reyno lds平均法，在一定條件下對換熱器空氣側(cè)的傳熱與流動特性進行了數(shù)值模擬，并對模擬結(jié)果進行了相應的分析研究。
　　首先，運用傳熱學、流體力學等相關(guān)基礎(chǔ)理論，依據(jù)房間空調(diào)器及其所用換熱器的工作原理和傳

3、熱特點，分析了換熱器的傳熱過程，同時討論了換熱器流體的流動過程，并對影響換熱器傳熱特性的翅片效率進行了相應的分析。
　　其次，討論了運用CFD數(shù)值模擬方法求解換熱器空氣側(cè)傳熱與流動問題的過程，選取了三維湍流模型及相應的數(shù)值模擬方法。結(jié)合換熱器空氣側(cè)傳熱與流動的特點，探究了房間空調(diào)器用換熱器的數(shù)學描述，建立了其控制方程，并明確了相關(guān)參數(shù)的含義。采用Reynolds平均法，應用ANSYS CFX對研究對象進行了數(shù)值模擬，并利用前人在相

4、同工況下對平直翅片管換熱器所模擬的結(jié)果對本文中相應的模擬結(jié)果進行了驗證。在模擬方法可行、模擬過程合理的基礎(chǔ)上，進一步對傾角均勻的三角形波紋翅片管換熱器與前平直后傾角均勻的波紋翅片管換熱器以及其他不同工況下三種換熱器空氣側(cè)的傳熱與流動特性進行了研究。
　　最后，對所得的模擬計算結(jié)果進行了分析，得出相應的結(jié)論。對比分析了三種換熱器翅片表面溫度及翅片間空氣溫度分布變化規(guī)律，同時探討了三種換熱器翅片間空氣壓力與流速的變化規(guī)律以及流線的分布

5、情況。研究表明，在換熱過程中，三種換熱器翅片表面溫度分布并不均勻，翅片間空氣的溫度場、壓力場和速度場分布各不相同。傾角均勻的三角形波紋翅片與前平直后傾角均勻的波紋翅片的換熱均優(yōu)于平直翅片，但翅片間空氣壓降也均增大?？諝馊肟谒俣葹?m/s時，與平直翅片相比，傾角均勻的三角形波紋翅片間空氣壓降增大近177.02％，前平直后傾角均勻的波紋翅片間空氣壓降增大約69.72%。此外，本文還研究了風速對換熱器空氣側(cè)傳熱與流動特性的影響情況。結(jié)果表明，