在本文中,我们将讨论5mm换热管间距对传热效果的影响。
1 优化换热器性能的三种途径
换热器作为制冷系统的重要组成部分,是传热的核心设备。 圆管式、管式、翅片式换热器以其传热效率高、结构紧凑、加工方便等优点,在空调系统中得到广泛应用。 机翼侧的工作介质多为空气,管内为水或制冷剂。 空气侧热阻占换热器总热阻的70%以上。 因此,机翼侧空气的传热能力是衡量换热器效率的一个指标。 标准。
对于翅片换热器的性能优化研究,一般有以下三种方法:
(1)提高换热器的传热系数K;
(2)增大对流换热面积A;
(3)增大翅片侧与管内流体的传热温差。
在设计和使用换热器时,需要考虑换热器的使用场所、消耗的材料资金等,不可能无限制地增加换热面积和温差。 因此,目前换热器性能研究的主流方向是通过不同的手段降低材料成本,同时提高传热效率。
2.推导分析
2.1传热面积对比
换热器由管道和翅片组成,如图1所示。
传热区由翅片传热区和铜管表面传热区两部分组成。 铜管外径D,翅片间距Sf,翅片厚度δf,翅片宽度lf,铜管水平间距(管间距)S1,铜管垂直间距S2(暂单排,无S2),管束数为n,行程(展开高度)为m。
2.2 结构比较
2.3 压降对比
由于冷凝管由直段和U形弯管组成,局部阻力由U形弯管产生。 弯管中的流体颗粒受到离心力。 肘部前半段,外侧压力沿途增大,内侧压力沿途减小; 而流速在外侧减小,在内侧增大。 因此,弯头前半部分沿外壁减速加压,可能出现涡流区; 在弯头的后半段冷凝器不锈钢换热管厂家,由于惯性,内侧也会产生漩涡。 当管间距变小时,即U弯率减小,佛山市立罗机管有限公司增加。
2.4 传热系数比较
直径,v 是运动粘度,μ 是粘度,cp 是恒压比热容,a 是热扩散系数。 当管距减小时,系统压力增大,制冷剂流量增大,雷诺值变大,因此管内对流传热系数变大,传热效果增强。
(2)管壁厚δ为常数,管的导热系数λ的变化可以忽略不计,因此δ/λ可近似视为常数。
(3) 当管间距减小(19.5mm→19.05mm)时,气流扰动更加剧烈,风速u可近似表示为
,其中 Q 是风量(近似恒定),S 是传热面积。 随着风速的增大,空气侧传热系数h2增大。 因此传热系数k增大,即单位面积的传热效果提高。
2.5 传热计算
由于传热面积减少,但传热系数增加,这些因素相互抵消,对传热的整体影响不大,故总传热结果通过实验验证。
3、实验验证
试验样机:3200W定频单冷空调;
实验室:国家标准焓差实验室。
3.1 测试方法
同一实验室前后对比试验,整个试验过程中,仅更换管距不同的冷凝器,其他参数不变,对比制冷量、43℃高温制冷和最大运行制冷。
3.2 测试数据及分析
测试数据如表1所示,可以从测试数据中得到。
(1)额定冷量 1号机组额定冷量增加0.05%,能效降低0.63%,2号机组额定冷量增加0.89%,能效降低0.33%,平均容量提高0.42%,平均能效降低0.65%。 压力升高,流速加快,沿程阻力和局部阻力增大,压降大,故功率大。
(2)高温冷量 1号机组高温冷量增加1.45%,能效降低1.27%; 2号机组高温冷量增加0.34%,43℃冷量减少0.86%; 提高能源效率。 此时,外界温度升高,换热温差减小,风速增大,剧烈扰动引起的换热效果更加明显,换热面积减小引起的换热差占比例小,因此容量和能源效率提高。
(3)最大运行冷却最大运行冷却以外的温度与高温冷却相近,因此传热效果变好,回风温度下降,压降减小。 以上仅分析数据,并未考虑测试偏倚。
4。结论
综上所述,可以得出以下结论。
4.1管间距对传热效果的影响
由理论分析可知,当管距适当减小时,气流扰动增大,湍流度增大,可强化传热; 管距过小,流阻增大,翅片表面不能充分冲刷,影响传热。 因此,管距对传热效果的影响与雷诺数、普朗特数、S1/D等有关冷凝器不锈钢换热管厂家,管距19.5mm→19.05mm对性能基本无影响。
4.2管间距变化(19.5mm→19.05mm)可行
(1) 从试验数据来看,额定制冷量变化不超过2%。 考虑到测试偏差,19.05mm冷凝器的容量并不比19.5mm冷凝器差,高温制冷能力还是有提升的。
(2)冷凝器翅片面积减少2.3%,铜管U型弯管直径变小,说明管距为19.05mm的冷凝器成本更低,经济性更好。 如果在换热器尺寸可以改变的情况下,19.5mm和19.05mm冷凝器的高度相同,相信19.05mm冷凝器的换热效果具有更明显的优势。 后期使用5mm聚光镜时推荐使用19.05mm管距,性价比极佳。
技术:冷饮自动售货机结构优化设计
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