混聯式冷凝器的可視化研究與傳熱分析.pdf

1、熱交換器包括冷凝器，蒸發(fā)器，暖風芯體，等。熱交換器在航空航天，石油化工，車輛船舶，能源動力，食品環(huán)保等領域有著廣泛的應用。全球范圍內環(huán)保教育的日益普及和能源危機意識的日趨高漲，促使強化傳熱技術的科學研究不斷深化，熱交換器的設計制造正朝著更加經濟省材，輕巧節(jié)能，高效緊湊的方向快速發(fā)展。鋁材料的微孔管開窗翅片換熱器，簡稱微孔管換熱器，就是在這樣的需求下應運而生。鋁材料的引進改變了傳統(tǒng)銅管熱交換器在重量和體積等方面的不足，使換熱器的換熱效率得

2、到急劇提高。微孔管平行流(microchannel tube parallelflow， or，PF)冷凝器是這一銅轉鋁，低效體重轉高效緊湊的先驅。
　　 近年來有關微孔管平行流(microchannel tube parallel flow， or，PF)冷凝器的兩相流傳熱現象已得到國內外研究人員的極大的重視，相關的理論與實驗研究可見于諸多文獻。就應用方面而言，PF冷凝器己成功替代了管片式冷凝器，成為了汽車空調冷凝器的標準配備

3、。隨著全球范圍內能源及原材料價格的不斷攀升，各國政府致力于加速推動節(jié)能減排有關的法律法規(guī)的設立與完善，微孔管冷凝器技術正在逐步向家用及商用制冷空調領域推廣應用。因此，對微孔管平行流(PF)冷凝器的強化傳熱和優(yōu)化設計也在不斷的展開。
　　 本文提出了一種與現有車用空調平行流(PF)冷凝器不同的新型混聯式(MPP)微孔管冷凝器的創(chuàng)新設計。制冷劑流體分流器被引入以保證相鄰的流道之間的流體為平行流動。在一模擬車用空調系統(tǒng)中對其進行了兩相

4、流可視化和傳熱性能分析。MPP混聯式冷凝器的提出，意在研究和開發(fā)一種設計更加優(yōu)化和傳熱效率更高的冷凝器，以滿足發(fā)展的需要。
　　 MPP混聯式冷凝器中將傳統(tǒng)平行流(PF)冷凝器位于集流管中形成流動流道的“隔板”變成了“分流器(孔)”?！胺至髌?孔)”概念的引入把傳統(tǒng)平行流(PF)冷凝器上僅作為流動通道和結構件的集流管功能提升到流動分配和控制中心的層面。通過對空調制冷系統(tǒng)內MPP混聯式冷凝器的兩相流流動與傳熱分析，作者提出了一種強

5、化凝結傳熱的兩相流區(qū)增大技術。該技術可以提高冷凝器的整體傳熱性能，降低制冷劑的流動阻力，為設計更輕，更緊湊的車用空調冷凝器提供了一種新的途徑。
　　 在針對混聯式(MPP)冷凝器中強化凝結傳熱的兩相流區(qū)增大技術的優(yōu)化設計分析的基礎上，選用相同尺寸，相同冷凝管數的平行流(PF)冷凝器為對比樣件，通過高速攝影可視化試驗以及標準空調系統(tǒng)性能測試方法，對采用不同尺寸和數量的分流器(孔)，同等流道數下每一流道不同的制冷劑管數，不同流道布置

6、的混聯式冷凝器在不同熱負荷下的傳熱性能，質量流量以及壓力差變化等進行了實驗分析與評價?？梢暬治霰砻鳎贛PP混聯式冷凝器中，經過分流器(孔)的類似于“蒸氣噴射流”的過熱蒸氣與主流道中的氣液兩相流在集流管中經強烈擾動混合后，改善了進入下一冷卻流道的兩相流質量分布的均勻性。從強化傳熱的角度來分析，它增強了冷凝器的總體傳熱性能。
　　 通過試驗發(fā)現，分流器(孔)尺寸的大小，在保持總體冷凝管數相同的情況下不同的流道數布置，在保持流道數

7、相同的情況下每一流道中冷凝管數的不同布置，熱負荷的強弱等，都會影響混聯式(MPP)冷凝器的凝結強化傳熱，質量流量，以及流動壓力降。
　　 試驗結果表明，4流道MPP混聯式冷凝器的傳熱性能同比PF冷凝器可提高達9.6％。同時，系統(tǒng)中的制冷劑質量流量提高達13.43％。而6流道的MPP混聯式冷凝器的傳熱性能在大多數設計工況下也比PF冷凝器高出3％到5.5％。系統(tǒng)中的制冷劑質量流量和壓力降也有得到2％到8％的改善。
　　 需要