多元平行流冷凝器的数值模拟研究_黄晓峰(2)

2021-09-24 17:06

子试验关联式:

f=0.435Reeq0.12f1(9)式中

f1———按照单相区摩擦因子计算公式计算

得到的制冷剂液态摩擦因子

33.1

结果与分析

模拟结果与试验结果对比

2所示,模拟结果与试验结果的对比如图1,由图可知空气侧传热系数与冷凝器的换热量的实验

值与模拟值都是随着迎面风速的增加而增加,且增速较快,模拟结果与试验结果的相对误差都较小。

制冷剂在整个冷凝过程经历3个状态区:过

热蒸汽区、饱和两相区和过冷液体区,过热蒸汽区与过冷液体区可统称为单相区。

(1)单相区

Boelter公式在计算微通道内单相经典的Ditus-区强制对流冷凝换热系数时与试验数据相差较小。

hr=0.023Re0.8Pr0.3(λr/Dhr)

式中

——制冷剂侧导热系数λr—

Re———雷诺数Pr———普朗特数

(4)

74FLUIDMACHINERYNo.9,2012Vol.40,

制冷剂的传热系数存在两次突变。

(2)由于多元平行流冷凝器的变流程结构,在制冷剂的冷凝过程中流过各个流程时,每个流程的扁管数不同,流通的面积不同,导致制冷剂从一个流程进入下一个流程时传热系数值会出现跳跃性,产生突变。图中的3次突变是由于平行流冷凝器分4个流程所导致的。

图1

空气侧传热系数随迎面风速的变化

制冷剂侧压降沿管长的变化如图4所示,从

制冷剂压降与压力在图可知在整个冷凝过程中,

随着管长的变化时都有几次突变。第一次和第五第二次、第三次和第四次是由于制冷剂相变导致,

次是因为管程数的变化导致。制冷剂在冷凝过程

中要经历4个流程,并且各个流程的管子数不同,因此在流程变化的时候,制冷剂流通面积依次是减小,使得制冷剂流速增加,从而导致压降突变,因此,制冷剂在两相区的冷凝压力并不是保持不

而是沿着管长逐渐降低,如图5所示;并且变的,

图2冷凝器换热量随迎面风速的变化

在制冷剂从一个流程过渡到下一个流程的时候,有较大的局部压降产生

3.2

模拟结果分析通过仿真模拟,得到平行流冷凝器制冷剂侧

的换热和流动性能参数及空气侧出口温度随管长的变化情况,并根据模拟结果进行分析讨论。图3所示为整个冷凝过程随相对管长方向制冷剂侧换热系数的变化情况

图4

制冷剂侧压降沿管长的变化

图3制冷剂侧传热系数沿管长变化

从图可看出明显有多次突变,主要原因有:(1)由于制冷剂在多元平行流冷凝器中经历了过热、两相和过冷三个阶段,其中在单相区(过

制冷剂侧的热区和过冷区)发生的是显热交换,

传热系数相对较小,而在两相阶段存在的是潜热

交换,制冷剂侧的传热系数明显大于单相区制冷剂的传热系数。正是由于制冷剂相态的变化导致

图5

制冷剂压力沿管长的变化

空气温度沿管长的变化如图6所示,从图可

2012年第40卷第9期流体机械75

知,空气侧温度同样是发生多次突变,是由于在制冷剂侧换热系数因多元平行流冷凝器的流程变化及制冷剂的相态转变存在多次突变,导致对应的由能量守恒方程,则对应微元传热量相差比较大,的空气温度差较大,即空气侧的出口温度发生多次突变

(3)制冷剂在每个流程的变化对换热器换热

及压降影响较大,为了达到较好的换热可以对制冷剂在冷凝过程中的流程进行优化。

参考文献

[1]沈国民,谢军龙,韩军.多元平行流冷凝器的换热

.建筑热能通风空调,2002,(1):计算方法[J]

30-34.

[2]姬利明,祁影霞,郭聪.平行流冷凝器空气侧传热性J].流体机械,2011,39(9):85-88.能探讨[[3]汪敏,吴俊云,方亮.多元平行流式冷凝器的仿真与J].流体机械,2010,38(9):83-85.优化[[4]刘纳,李俊明,李红旗.家用空调器采用微细尺度

.制冷与空调,2011,11强化传热技术展望[J]

(4):96-99.[5]

Yu-JueiChang,Kuei-ChangHsu,Yur-TsaiLin,etal.Ageneralizedfrictioncorrelationforlouverfinge-ometry[J].InternationalJournalofHeatandMass2000,43:2237-2243.Transfer,

[6]OuldDidiMB,KattanN,ThomeJR.Predictionof

two-phasepressuregradientsofrefrigerantsinhorizon-.InternationalJournalofRefrigeration,taltubes[J]2002,25:935-947.

[7]Webb.Rl,Zhang.M,Na.B.Condensationheattransfer

insmalldiametertubes[C].Int.HeatTransferConf,1998:403-408.

[8]YangCY,WebbRL.FrictionpressuredropofR-12

insmallhydraulicdiameterextrudedaluminumtubesJ].InternationalJournalwithandwithoutmicro-fins[ofHeatandMasstransfer,1996,39(4):801-809.

图6空气温度沿管长的变化

4结论

(1)将空气侧换热系数及冷凝器的换热量都

随迎面风速的增大而增大,对模拟计算结果与实验计算结果进行了比较,得出模拟结果与实验结

主要是由于数值计算中采取可果相对误差较小,

翅片与扁管之间没有一些假设如空气为常物性、

热阻等;另外采用的关联式也不一定完全适合数值模拟计算。

(2)由于制冷剂在多元平行流冷凝器内的相态转变及其流程的变化,并且每个流程的扁管数

制冷剂的传热系数、压降、制冷剂压力及空不同,

气温度等参数沿管长方向出现多次突变。(上接第45页)

(2)充分利用横梁的刚性,提高压紧板上压紧中心,并使其高于滤板中心,可以改善滤板向上的失稳状况;

(3)密封系数m=q/q1的大小取决于密封尺寸的大小、密封介质的性质、密封面的表面粗糙度等级、物料的理化性质等,传统的密封系数m=3值得商榷;并且错边错位现象影响密封尺寸的大小和接触应力的均匀性。

参考文献

作者简介:黄晓峰(1988-),男,硕士研究生,主要从事制冷空调数值模拟的研究,通讯地址:410083湖南长沙市中南大学能源科学与工程学院。

[1]丁启圣,M].北京:冶王维一.新型实用过滤技术[

2005.金工业出版社,

[2]闫学良,许正军,刘阳,等.翻盘过滤机在脱硅粉煤

.流体机械,2012,40灰浆液过滤生产中的应用[J](3):52-55.

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