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,研究者對于提高其性能已經(jīng)做了大量研究,包括采用強化管提高制冷劑側(cè)換熱性能,采用強化翅片提高空氣側(cè)換熱性能,以及改變管路連接方式等。但是,隨著空調(diào)器使用時間的增加,蒸發(fā)器的效率會逐漸降低,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；而間歇運行、翅片表面生長的微生物和鹽霧腐蝕等因素對蒸發(fā)器的影響機理和定量分析的研究卻很少。因此,這方面的研究具有很強的迫切性和必要性。
　　 本文的主要目的是對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

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

4、環(huán))的時間控制在約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驗室中較快地腐蝕。
　　 3)對1個鋁翅片銅管換熱器和1個銅翅片銅管換熱器進行間歇運行實驗,每300次間歇運行后進行空氣側(cè)傳熱和壓降特性測試實驗,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析間歇運行對翅片管蒸發(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3個鋁翅片銅管換熱器和3個銅翅片銅管換熱器進行微生物加速生長,對經(jīng)過翅片表面生長微生物的換熱器進行性能測試,并與未翅片表面未生長微生物的換熱器進行對比,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析微生物污垢對翅片管蒸發(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增強空氣側(cè)傳熱特性,而大量的微生物污垢會弱化傳熱,微生物污垢會使蒸發(fā)器空氣側(cè)壓降增大。實驗結(jié)果表明:當(dāng)

6、風(fēng)速為0.5～2.0m/s時,微生物污垢會使翅片管蒸發(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3個鋁翅片銅管換熱器和3個銅翅片銅管換熱器進行人工加速鹽霧腐蝕,對經(jīng)過腐蝕的翅片管換熱器進行性能測試,并與未腐蝕的換熱器進行對比,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析鹽霧腐蝕對翅片管蒸發(fā)器的親水性、空氣側(cè)傳熱和壓降特性的影響。實驗結(jié)果表明:隨著鹽霧腐蝕時間的增加,附帶親水層的鋁翅片和不帶親水層的銅翅片,