翅片管蒸發(fā)器空氣側(cè)長效傳熱與壓降特性研究.pdf

1、采用翅片管換熱器作為蒸發(fā)器是空調(diào)器的重要部件,研究者對(duì)于提高其性能已經(jīng)做了大量研究,包括采用強(qiáng)化管提高制冷劑側(cè)換熱性能,采用強(qiáng)化翅片提高空氣側(cè)換熱性能,以及改變管路連接方式等。但是,隨著空調(diào)器使用時(shí)間的增加,蒸發(fā)器的效率會(huì)逐漸降低,其能耗也相應(yīng)的提高。蒸發(fā)器的長期性能變化已經(jīng)得到越來越多的重視,其長效傳熱和壓降特性已經(jīng)成為重要的研究課題。影響空氣側(cè)長效性的因素包括空調(diào)的翅片表面沉積的污垢、翅片表面生長的微生物、間歇運(yùn)行和鹽霧腐蝕等。其中

2、,翅片表面沉積的污垢的影響已經(jīng)得到廣泛的研究；而間歇運(yùn)行、翅片表面生長的微生物和鹽霧腐蝕等因素對(duì)蒸發(fā)器的影響機(jī)理和定量分析的研究卻很少。因此,這方面的研究具有很強(qiáng)的迫切性和必要性。
　　 本文的主要目的是對(duì)鋁翅片銅管換熱器和銅翅片銅管換熱器在析濕工況下,分別考慮間歇運(yùn)行、微生物生長和鹽霧腐蝕等影響因素,測試蒸發(fā)器的空氣側(cè)傳熱和壓降特性。取得了以下幾方面的成果:
　　 1)開發(fā)了濕工況污垢翅片翅片效率求解模型。通過該模型計(jì)

3、算可知:當(dāng)翅片在部分濕工況時(shí),無污垢翅片效率模型與有污垢翅片效率模型計(jì)算結(jié)果相差很小；但當(dāng)翅片在全濕工況時(shí),無污垢翅片效率模型的計(jì)算值明顯小于有污垢翅片效率模型的計(jì)算值,且隨著空氣入口相對(duì)濕度的增大,兩個(gè)模型計(jì)算的結(jié)果相差會(huì)增大。
　　 2)模擬實(shí)際空調(diào)蒸發(fā)器經(jīng)過長期運(yùn)行并經(jīng)過間歇運(yùn)行、翅片表面霉變和鹽霧腐蝕等因素影響,設(shè)計(jì)能夠快速實(shí)現(xiàn)上述三種因素對(duì)蒸發(fā)器影響的方法。該方法可使翅片管換熱器每次間歇運(yùn)行實(shí)驗(yàn)(包括高低溫循環(huán)和干濕循

4、環(huán))的時(shí)間控制在約4分鐘,可通過人工加速微生物生長方法,使翅片管換熱器翅片表面較快地生長微生物,以及可通過人工加速鹽霧腐蝕方法,使翅片管換熱器在實(shí)驗(yàn)室中較快地腐蝕。
　　 3)對(duì)1個(gè)鋁翅片銅管換熱器和1個(gè)銅翅片銅管換熱器進(jìn)行間歇運(yùn)行實(shí)驗(yàn),每300次間歇運(yùn)行后進(jìn)行空氣側(cè)傳熱和壓降特性測試實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析間歇運(yùn)行對(duì)翅片管蒸發(fā)器空氣側(cè)長效傳熱和壓降特性的影響,并開發(fā)了析濕工況下反應(yīng)翅片材料和間歇運(yùn)行次數(shù)的傳熱和壓降特性關(guān)聯(lián)式。開

5、發(fā)的傳熱關(guān)聯(lián)式的平均誤差為3.1％,壓降關(guān)聯(lián)式的平均誤差為1.6％。
　　 4)對(duì)3個(gè)鋁翅片銅管換熱器和3個(gè)銅翅片銅管換熱器進(jìn)行微生物加速生長,對(duì)經(jīng)過翅片表面生長微生物的換熱器進(jìn)行性能測試,并與未翅片表面未生長微生物的換熱器進(jìn)行對(duì)比,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析微生物污垢對(duì)翅片管蒸發(fā)器的空氣側(cè)傳熱和壓降特性的影響。研究發(fā)現(xiàn)少量的微生物污垢會(huì)增強(qiáng)空氣側(cè)傳熱特性,而大量的微生物污垢會(huì)弱化傳熱,微生物污垢會(huì)使蒸發(fā)器空氣側(cè)壓降增大。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)

6、風(fēng)速為0.5～2.0m/s時(shí),微生物污垢會(huì)使翅片管蒸發(fā)器空氣側(cè)傳熱系數(shù)變化-16.0％～12.7％,使空氣側(cè)壓降增多1.1％～43％。
　　 5)對(duì)3個(gè)鋁翅片銅管換熱器和3個(gè)銅翅片銅管換熱器進(jìn)行人工加速鹽霧腐蝕,對(duì)經(jīng)過腐蝕的翅片管換熱器進(jìn)行性能測試,并與未腐蝕的換熱器進(jìn)行對(duì)比,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析鹽霧腐蝕對(duì)翅片管蒸發(fā)器的親水性、空氣側(cè)傳熱和壓降特性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著鹽霧腐蝕時(shí)間的增加,附帶親水層的鋁翅片和不帶親水層的銅翅片,