【正文】
(354) (355) (356) (357) (358) (359)當時, (360) (361) (362) (363) (364) (365) (366) (367)在國內(nèi),辛榮昌[19]對不同管束列數(shù)(分別為4)及不同翅片間距(、)的9個三角形波紋翅片管換熱器進行了傳熱及阻力特性試驗。2排管時,翅片間距越小數(shù)越大;3排管時翅片間距的影響很小;而對4排管時,當數(shù)較高時,但在小數(shù)時3種翅片距的差別減小。而從阻力特性來看,翅片距越小阻力系數(shù)越大。從阻力特性來看,翅片距為2mm時,2列管束的阻力系數(shù)明顯高于3列和4列管束時的值,而對其他兩種翅片距,管束列數(shù)的影響很小。國內(nèi)在波紋翅片管換熱器數(shù)值計算[2122]與性能分析[2324]上也進行了一定的研究工作。 百葉窗翅片經(jīng)驗關(guān)系式的總結(jié)為了有效的提高管翅式換熱器的整體效果,通常也采用非連續(xù)表面來進行強化傳熱,百葉窗翅片就是非連續(xù)表面的代表形式。百葉窗翅片能夠截斷和更新空氣流動的邊界層,因此相比較平直翅片能夠得到一個較高的換熱系數(shù)。圖3 百葉窗翅片示意圖Wang等人在文獻[34]中對百葉窗翅片提出了如下的經(jīng)驗關(guān)系式:當時, (370) (371) (372) (373) (374)當時, (375) (376) (377) (378) (379)摩擦因子的關(guān)系式如下:當時, (380) (381) (382) (383) (384)當時, (385) (386) (387) (388) (389) (390)對于典型的空氣調(diào)節(jié)換熱器,例如風機盤管機組或者蒸發(fā)器等,他們表面的溫度有可能工作在相對應(yīng)的露點溫度之下,熱量傳遞和質(zhì)量傳遞同時在表面發(fā)生,并且水冷凝也會發(fā)生。因此在除濕環(huán)境下?lián)Q熱特性和阻力特性有可能會發(fā)生顯著的變化。這是因為當雷諾數(shù)較小時,下游的擾動趨于消除,并且在圓管后面有漩渦形成。當雷諾數(shù)大于1000時,翅片距對換熱系數(shù)的影響可以忽略;當雷諾數(shù)小于1000時,換熱效果隨著翅片距的減小而減弱。張慕瑾等[29]對3種不同管束列數(shù)的百葉窗翅片管換熱器進行了研究,指出在相同結(jié)構(gòu)的換熱器中,管束列數(shù)越少,對流換熱的換熱系數(shù)越大。選擇文獻[25]中的公式,和試驗數(shù)據(jù)進行比較,如表3中所示。這是因為沿流動方向上翅片的邊界層厚度是增加的, 從而導(dǎo)致?lián)Q熱系數(shù)沿流動方向減小。圖4是開縫翅片的示意圖。并在Nakayama和Xu[31]的關(guān)系式的基礎(chǔ)上又提出了一個更廣范圍的經(jīng)驗關(guān)系式: (3109) (3110) (3111) (3112) (3113) (3114) (3115) 然而對開縫翅片的換熱特性和阻力特性公開發(fā)表的文獻極少,Wang等人[34]又通過對更多的開縫翅片形式進行了試驗研究,在文獻[18]和文獻[34]中提出了更加完善的經(jīng)驗關(guān)系式。同時Wang等人[34]的經(jīng)驗關(guān)系式為: (3116) (3117) (3118) (3119) (3120) (3121) (3122) (3123) (3124)在文獻[34]中,Wang認為管束列數(shù)對摩擦因子的影響是相當小的,當時,翅片距對換熱效果的影響可以忽略,對于相同的翅片距,當并且時,其換熱效果比多列管束的換熱器好,但是當以后,其趨勢稍稍相反;開縫的橫向?qū)挾认啾容^開縫的高度來說,在提高換熱效果方面起到一個相對重要的角色;對于研究的幾何形狀來看,百葉窗翅片和開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,當翅片距和雷諾數(shù)減小時這些相關(guān)的優(yōu)越性有可能失去。李嫵在文獻[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,但對阻力系數(shù)的影響不明顯。文獻[9]中認為入口空氣相對濕度對開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;在一定的下,析濕系數(shù)對阻力系數(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)對換熱特性數(shù)的影響, 隨的增加而略有減小;,略有上升;當較小時,不同翅片距的換熱特性數(shù)差值不大;在較大下文獻[35]中的公式,和試驗數(shù)據(jù)進行比較。把四種翅片形式選定的經(jīng)驗關(guān)系式綜合在一起,如下所示。對上述四個公式進行比較,如圖5~圖12所示。再由圖圖圖10和圖12可以看出,開縫翅片的值比百葉窗翅片的值要更好一些。 Luve Contardo[36]試驗機構(gòu)對不同的翅片形式進行了大量的試驗,并對試驗的結(jié)果進行了分析,目的是為了增強空冷器及液體冷卻器的換熱能力。文獻[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,百葉窗狀翅片在換熱系數(shù)上有很好的改進,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嚴格的尺寸控制。擴展的百葉窗狀翅片形式提供了一個很高的換熱系數(shù),是波紋狀翅片的兩倍。因此在這幾種翅片形式上,百葉窗翅片的性能最好。文獻[37]的主要目的是為了為家用空調(diào)裝置找到一個最好的翅片形式。文獻[37],管束為兩列,錯排方式排列。 過增元在文獻[38]中指出開縫翅片開縫位置對換熱效果的影響,胡俊偉在文獻[39]中指出開縫翅片能起到強化翅片換熱的效果,并且開縫翅片厚度存在最佳值等結(jié)論。因此,只有能夠按照要求合理地進行設(shè)計,開縫翅片一定能夠表現(xiàn)出較好的換熱和阻力效果。進行最后的比較得出以下結(jié)論:對于管翅式換熱器的研究,還沒有形成一個統(tǒng)一的換熱器準則參數(shù)指標。換熱器的應(yīng)用范圍十分廣闊,隨著我國工業(yè)、科技及制造技術(shù)的飛速發(fā)展,加強管翅式換熱器的制造技術(shù)與深入研究起流動換熱性能是非常必要的。 參考文獻【1】ChiChuan Wang, ChangTsair and mass transfer for plate finandtube heat exchangers, with and without hydrophilic coating. International Journal of Heat and Mass Transfer 41 (1998) 31093120【2】ChiChuan Wang, KuanYu Chi, ChunJung Chang. Heat transfer and friction characteristics of plain finandtube heat exchangers, part II: Correlation. International Journal of Heat and Mass Transfer 43(2000) 26932700【3】ChiChuan Wang, KuanYu Chi. Heat transfer and friction characteristics of plain finandtube heat exchangers, part I: new experimental data. International Journal of Heat and Mass Transfer 43 (2000) 26812691【4】ChiChuan Wang, YurTsai Lin, ChiJuan Lee. An airside correlation for plain finandtube heat exchangers in wet Journal of Heat and Mass Transfer 43 (2000) 1869-1872【5】ChiChuan Wang and YuJuei Chang. Sensible heat and friction characteristics of plate finandtube heat exchangers having plane fins. Int J. Refrig. Vol. 19, , pp. 223–230, 1997【6】. McQuiston. Correlation of heat, mass and momentum transport coefficients for platefintube heat transfer surface. ASHRAE Transactions 84 (1) (1978) 294308【7】. Gray, . Webb. Heat transfer and friction correlations for plate finnedtube heat exchangers having plain fins. in: Proc. 8th. Heat Transfer Conference,1986, pp. 27452750【8】趙志廣。流體機械,1994, 22(6):3438【9】康海軍,李嫵,李惠珍等。西安交通大學學報,1994,28(1):9197【10】何國庚,鄭賢德,林秀誠。風冷式平直翅片管換熱器的數(shù)值分析。順排套片式換熱器的熱力性能試驗。順排與叉排套片式換熱器的熱力性能對比研究。 a contribution to databank. Experimental Heat Transfer 19