【正文】
)在文獻(xiàn)[34]中,Wang認(rèn)為管束列數(shù)對(duì)摩擦因子的影響是相當(dāng)小的,當(dāng)時(shí),翅片距對(duì)換熱效果的影響可以忽略,對(duì)于相同的翅片距,當(dāng)并且時(shí),其換熱效果比多列管束的換熱器好,但是當(dāng)以后,其趨勢(shì)稍稍相反;開(kāi)縫的橫向?qū)挾认啾容^開(kāi)縫的高度來(lái)說(shuō),在提高換熱效果方面起到一個(gè)相對(duì)重要的角色;對(duì)于研究的幾何形狀來(lái)看,百葉窗翅片和開(kāi)縫翅片是可相比較的,在所有方面,非連續(xù)表面在空氣側(cè)的相應(yīng)表現(xiàn)都要優(yōu)于平直翅片,但是需要指出的是,當(dāng)翅片距和雷諾數(shù)減小時(shí)這些相關(guān)的優(yōu)越性有可能失去。文獻(xiàn)[34]提供的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式為:當(dāng)并且時(shí),因子的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式為 (3125) (3126) (3127) (3128)當(dāng)時(shí), 因子的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式為 (3129) (3130) (3131) (3132) (3133)摩擦因子的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式為 (3134) (3135) (3136) (3137) (3138) (3139) (3140)在國(guó)內(nèi),李嫵[9]對(duì)開(kāi)縫翅片在傾斜布置的情況下,試驗(yàn)研究了濕工況條件下的換熱和阻力性能。李嫵在文獻(xiàn)[9]中指出在相同的數(shù)和沖擊角下,隨著翅片間距的增加,換熱和阻力系數(shù)均下降;相同的數(shù)和沖擊角下,隨著析濕系數(shù)的增加,換熱性能是增加的,但對(duì)阻力系數(shù)的影響不明顯。樊越勝[35]、。文獻(xiàn)[9]中認(rèn)為入口空氣相對(duì)濕度對(duì)開(kāi)縫翅片換熱器在濕工況下的換熱特性和阻力特性均有影響, 且隨著入口空氣相對(duì)濕度的增加, 其換熱特性和阻力系數(shù)均有所增加, 但在較大雷諾數(shù)下,數(shù)的差異有減小趨勢(shì);在一定的下,析濕系數(shù)對(duì)阻力系數(shù)的影響不明顯,且不同翅片距的值差別亦不大;在一定的下, 析濕系數(shù)對(duì)換熱特性數(shù)的影響, 隨的增加而略有減??;,略有上升;當(dāng)較小時(shí),不同翅片距的換熱特性數(shù)差值不大;在較大下文獻(xiàn)[35]中的公式,和試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。 4.四種翅片經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式比較 對(duì)上述四種翅片形式選定的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式,在不同的翅片條件下進(jìn)行了比較,從而找到最優(yōu)的翅片形式。把四種翅片形式選定的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式綜合在一起,如下所示。1. 平直翅片的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式當(dāng)管束列數(shù)時(shí), (34)當(dāng)管束列數(shù)時(shí), (37) (312)2. 波紋翅片的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式當(dāng)時(shí), (351) (355)當(dāng)時(shí), (360) (363)3. 百葉窗翅片的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式當(dāng)時(shí), (370)當(dāng)時(shí), (375)當(dāng)時(shí), (380)當(dāng)時(shí), (385)4.開(kāi)縫翅片的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式 (3109) (3113) 采用4種不同幾何尺寸的翅片,分別為(1),,,;(2),,,;(3),,,;,,。對(duì)上述四個(gè)公式進(jìn)行比較,如圖5~圖12所示。圖5 第一種幾何尺寸翅片換熱和阻力特性比較圖圖6 第一種幾何尺寸翅片比較圖圖7 第二種幾何尺寸翅片換熱和阻力特性比較圖圖8 第二種幾何尺寸翅片比較圖圖9 第三種幾何尺寸翅片換熱和阻力特性比較圖圖10 第三種幾何尺寸翅片比較圖圖11 第四種幾何尺寸翅片換熱和阻力特性比較圖圖12 第四種幾何尺寸翅片比較圖由圖圖圖9和圖11,很明顯可以看出,百葉窗翅片的因子值最大,開(kāi)縫翅片的因子值次之,但是百葉窗翅片的因子值也是最大的。再由圖圖圖10和圖12可以看出,開(kāi)縫翅片的值比百葉窗翅片的值要更好一些。因此,在對(duì)壓降的要求比較嚴(yán)格,并且對(duì)換熱效果的要求也有限制時(shí),可以選用開(kāi)縫翅片。 Luve Contardo[36]試驗(yàn)機(jī)構(gòu)對(duì)不同的翅片形式進(jìn)行了大量的試驗(yàn),并對(duì)試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行了分析,目的是為了增強(qiáng)空冷器及液體冷卻器的換熱能力。試驗(yàn)結(jié)果討論了15種盤(pán)管模型,這些模型具有相同的管子和翅片的幾何形狀(25,2mm的翅片間距),但是翅片表面幾何形狀是不同的,分為平直翅片、波紋翅片、百葉窗翅片和翼狀翅片,得到了不同的換熱強(qiáng)化和壓力損失的評(píng)價(jià),并且這些結(jié)論還依賴制造工藝的質(zhì)量。文獻(xiàn)[36]中指出:波紋狀翅片在因子和因子方面都有了一定的改進(jìn),百葉窗狀翅片在換熱系數(shù)上有很好的改進(jìn),壓頭損失在很大程度上依賴于百葉窗翅片的高度,因此百葉窗翅片需要一個(gè)嚴(yán)格的尺寸控制。在低雷諾數(shù)時(shí)相比較波紋狀翅片百葉窗狀翅片的換熱系數(shù)要大一些。擴(kuò)展的百葉窗狀翅片形式提供了一個(gè)很高的換熱系數(shù),是波紋狀翅片的兩倍。而翼狀翅片在因子和因子的改進(jìn)上都沒(méi)有很好的效果。因此在這幾種翅片形式上,百葉窗翅片的性能最好。 但是,文獻(xiàn)[36]沒(méi)有比較百葉窗翅片和開(kāi)縫翅片的換熱和阻力特性,文獻(xiàn)[37]在這方面做了一定的研究。文獻(xiàn)[37]的主要目的是為了為家用空調(diào)裝置找到一個(gè)最好的翅片形式。它比較了3種不同形式的翅片:平直翅片、百葉窗翅片和開(kāi)縫翅片。文獻(xiàn)[37],管束為兩列,錯(cuò)排方式排列。通過(guò)試驗(yàn)比較換熱特性和阻力特性,文獻(xiàn)[37]認(rèn)為開(kāi)縫翅片在家用空調(diào)裝置方面占有優(yōu)勢(shì)。 過(guò)增元在文獻(xiàn)[38]中指出開(kāi)縫翅片開(kāi)縫位置對(duì)換熱效果的影響,胡俊偉在文獻(xiàn)[39]中指出開(kāi)縫翅片能起到強(qiáng)化翅片換熱的效果,并且開(kāi)縫翅片厚度存在最佳值等結(jié)論。但是由于開(kāi)縫翅片結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,對(duì)其結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化的工作一般也僅限于試驗(yàn)研究方面。因此,只有能夠按照要求合理地進(jìn)行設(shè)計(jì),開(kāi)縫翅片一定能夠表現(xiàn)出較好的換熱和阻力效果。 結(jié)論本文研究了不同翅片形式管翅式換熱器流動(dòng)換熱性能的比較,首先進(jìn)行了平直翅片、波紋翅片、開(kāi)縫翅片及百葉窗翅片管翅式換熱器相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式的總結(jié)和整理,再對(duì)每種翅片的關(guān)聯(lián)式進(jìn)行取值、計(jì)算,并利用Oringin軟件做出傳熱因子j、摩擦因子f和j/f關(guān)于雷諾數(shù)Re的數(shù)據(jù)線,進(jìn)行直觀的對(duì)比,可以比較出哪種關(guān)聯(lián)式的實(shí)用性最強(qiáng),最后,選出四種翅片的最優(yōu)的關(guān)聯(lián)式再進(jìn)行比較,利用相同質(zhì)量流量準(zhǔn)則、相同泵功率準(zhǔn)則、相同壓降準(zhǔn)則。進(jìn)行最后的比較得出以下結(jié)論:對(duì)于管翅式換熱器的研究,還沒(méi)有形成一個(gè)統(tǒng)一的換熱器準(zhǔn)則參數(shù)指標(biāo)。對(duì)于上述四個(gè)翅片以及本文未討論及的換熱關(guān)聯(lián)式均是只進(jìn)行了十幾個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)歸納出來(lái)的,通用性還不能明確的確定,且換熱器翅片復(fù)雜的結(jié)構(gòu),導(dǎo)致關(guān)聯(lián)式較為復(fù)雜,運(yùn)算過(guò)程較不方便,需要進(jìn)一步的加強(qiáng)管翅式換熱器強(qiáng)化翅片的實(shí)驗(yàn)研究,以得出更為通用和簡(jiǎn)潔的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。換熱器的應(yīng)用范圍十分廣闊,隨著我國(guó)工業(yè)、科技及制造技術(shù)的飛速發(fā)展,加強(qiáng)管翅式換熱器的制造技術(shù)與深入研究起流動(dòng)換熱性能是非常必要的。通過(guò)研究、改進(jìn)管翅式換熱器的流動(dòng)換熱性能,會(huì)使我國(guó)工業(yè)節(jié)約大量的能源。 參考文獻(xiàn)【1】ChiChuan Wang, ChangTsair and mass transfer for plate finandtube heat exchangers, with and without hydrophilic coating. 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