畢業(yè)設計-電冰箱空調(diào)器制冷系統(tǒng)冷凝器蒸發(fā)器的優(yōu)化設計(編輯修改稿)
2025-02-09 05:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ： 空調(diào)器 熱交換器 耗電量 優(yōu)化設計 強化傳熱 換熱器強化傳熱措施 人們在換熱器的強化傳熱方面進行了大量的研究，在宏觀上對換熱器的結構采取了有效措施，而現(xiàn)在在微觀的氣流分子運動上進行大量強化傳熱的研究。 換熱器傳熱計算通式為： Q=KF△ t。從該式可以看出，強化傳熱不外乎從傳熱系數(shù) K、傳熱面積 F、冷熱流體傳熱溫差△ t 三方面進行。這只是單向流體傳熱常用公式，對于有沸騰、凝結換熱應充分考慮傳熱系數(shù)的不同。 7 1 換熱器強化傳熱的方式 增大傳熱面積 F 擴展傳熱面積是增加傳熱效果 ,現(xiàn)在使用最多的是通過合理地提高設備單位體積的傳熱面積來達到增強傳熱效果的目的，如在換熱器上大量使用單位體積傳熱面積比較大的翅片管、波紋管、板翅傳熱面等 材料，通過這些材料的使用，單臺設備的單位體積的傳熱面積會明顯提高，充分達到換熱設備高效、緊湊的目的。 增加傳熱溫差 Δ t 加大換熱器傳熱溫差 Δ t 是加強換熱器換熱效果常用的措施之一。但是，增加換熱器傳熱溫差 Δ t是有一定限度的，我們不能把它作為增強換熱器傳熱效果最主要的手段，使用過程中我們應該考慮到實際工藝或設備條件上是否允許。依靠增加換熱器傳熱溫差 Δ t 只能有限度的提高換熱器換熱效果。 增強傳熱系數(shù)（ K） K = 1/ (1/α1 + 1/α2 ) = (α1 α2) / ( α1 +α2 ) 從上式可以看出 K值必定小于 α 1 和 α 2的值 ,而且它比二者中較小的一個還小。所以在增強傳熱的時候 ,必須增大 α 中較小的一項 (即減小最大熱阻項 ) 才能有效地增大傳熱系數(shù)，提高傳熱系數(shù)，增強換熱器傳熱效果最積極的措施就是設法提高設備的傳熱系數(shù)（ K）。 換熱器傳熱系數(shù)（ K）的大小實際上是由傳熱過程總熱阻的大小來決定，換熱器在使用過程中，其總熱阻是各項分熱阻的疊加，所以要改變傳熱系數(shù)就必須分析傳熱過程的每一項分熱阻。如何控制換熱器傳熱過程的每一項分熱阻是決定換熱器傳熱系數(shù)的關鍵。 8 2 換熱器管內(nèi)強化傳熱措施 擴展表面法 內(nèi)肋管 經(jīng)研究證明，當換熱管一側是氣體 , 一側是液體進行強制對流換熱時 , 最常用的強化手段是采用擴展表面的方法。因為氣體的給熱系數(shù)比液體的小得多 , 一般小 10～ 50 倍。傳熱系數(shù) K 值的變化主要取決于較少給熱系數(shù)側的變化 , 因此在氣體側采用異形擴展換熱面 , 可以使普通擴展換熱面的換熱系數(shù)再提高 50 %～ 150 % 。 常用的異形擴展面形式較多 ,如交叉短肋型、波型翅多孔型、百頁窗型、低翅片管型、銷釘型等，實驗表明： R12 的工質，內(nèi)肋管強化傳熱凝結系數(shù)比光管增加 20～40%，按管子表面積計算不考慮內(nèi)肋表面積，凝結傳熱系數(shù)是光管的 1～ 2倍。 插入紐帶法 據(jù)介紹，國外從 1896 年就開始研究和應用管內(nèi)插入物的強化傳熱。管內(nèi)插入物有 :環(huán)式、拉希格圖、盤式、螺旋線圈、螺旋帶、螺旋片、扭帶、靜態(tài)混合器和徑向混合器等。在強化傳熱技術中管內(nèi)安裝插入物的強化傳熱技術有顯著的特點 :不改變傳熱面形狀 。插入物加工簡單 ,特別適合 于現(xiàn)有設備改造 ,不需要更換原有管殼式 換熱器。應用在管內(nèi)插入紐帶后，其凝結換熱系數(shù)按管子的表面積計算時可比光管凝結換熱系數(shù)高 30%，流動壓力損失與內(nèi)肋管同，但綜合效應遠不如采用內(nèi)肋管。 表面粗糙法 在液體傳熱場合 , 這種強化技術可以大大提高傳熱系數(shù)。因為 , 在層流狀態(tài)下 , 如管壁粗糙度較小 , 低速流體貼著管壁平滑地流過 , 不形成漩渦 , 但當相對粗糙度 h/ R , 即粗糙高度與管子內(nèi)半徑之比增大時 ,流體不再平滑地流過管壁 ,在管壁附近會形成漩渦 ,即粗糙度對換熱和阻力產(chǎn)生影響。 在管子內(nèi)表面增加粗 糙度，用高度與管子內(nèi)徑比值為 、 進行實驗，凝結系數(shù)比光管高近一倍，與內(nèi)肋管凝結換熱系數(shù)基本相同，阻力損失和金屬的消耗量比內(nèi)肋管少。 9 螺旋扁管法 螺旋扁管由于管子的獨特結構 ,流體在管內(nèi)處于螺旋流動 ,促使湍流程度。經(jīng)實驗研究表明螺旋扁管管內(nèi)膜傳熱系數(shù) 通常比普通圓管大幅度提高 ,在低雷諾數(shù)時最為明顯 ,2～ 3倍 。隨著雷諾數(shù)的增大 ,通常也可提高傳熱系數(shù) 50%以上。 螺旋螺紋管法 來自加拿大的 JAD 螺旋螺紋管換熱器設計是針對目前市場大部分非對稱流的換熱工況，使 兩側換熱面積大不相同，殼容積最大可達 ，在汽 — 水換熱領域有著無可比擬的優(yōu)勢，并且可滿足多種復雜工況要求，被譽為“歐洲蒸汽王子”。螺旋螺紋管換熱器的換熱管內(nèi)徑一般為 8mm，考慮到了壓降和換熱系數(shù)的最佳組
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