結(jié)霜工況下翅片管換熱器傳熱傳質(zhì)的數(shù)值模擬.pdf

1、翅片管換熱器質(zhì)輕、結(jié)構(gòu)緊湊、價(jià)格便宜，在各種工業(yè)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，對(duì)其傳熱傳質(zhì)的綜合了解是很重要的，因?yàn)樗鼘⒂兄谖覀儍?yōu)化制冷空調(diào)領(lǐng)域翅片管換熱器的設(shè)計(jì)。水蒸汽在翅片管換熱器壁面上結(jié)霜現(xiàn)象是制冷各種領(lǐng)域普遍存在的現(xiàn)象。當(dāng)換熱器外表面溫度降至冰點(diǎn)以下，濕空氣流過換熱器的外表面，就會(huì)在在換熱器的外表面結(jié)霜。水蒸氣結(jié)霜并且凝結(jié)在換熱器的外表面，霜不僅起到了外部濕空氣和換熱器表面的熱阻的效果，還使空氣流道變窄，導(dǎo)致壓降增加，嚴(yán)重惡化了換熱器的運(yùn)行

2、。霜的厚度隨之時(shí)間的增長越來越厚。為合理確定融霜周期,必須對(duì)其結(jié)霜特性作深入的了解本文截取翅片管換熱器的一個(gè)微小單元進(jìn)行研究，通過研究微笑單元的各種參數(shù)的分布狀況，來得到整個(gè)翅片管換熱器的運(yùn)行工況。本文對(duì)翅片管換熱器結(jié)霜的傳熱傳質(zhì)過程的連續(xù)方程、動(dòng)量方程、能量方程以及模型網(wǎng)格更新所依據(jù)的方程進(jìn)行了物理描述和數(shù)學(xué)描述，翅片管結(jié)霜是一個(gè)瞬變問題,為了計(jì)算方便,將其簡化為準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)過程,即在時(shí)間步長內(nèi),認(rèn)為該過程是穩(wěn)定的,然后把所得的霜層厚度以及

3、霜層的表面溫度作為下一時(shí)間步長內(nèi)傳熱傳質(zhì)的邊界條件。根據(jù)計(jì)算流體力學(xué)原理，運(yùn)用“表面反應(yīng)”來模擬水蒸氣在冷壁面凝結(jié)傳熱、傳質(zhì)過程，創(chuàng)造性的運(yùn)用了動(dòng)態(tài)網(wǎng)格的這一先進(jìn)技術(shù)來模擬霜層增長和對(duì)空氣壓降的影響，建立了結(jié)霜工況平翅片管換熱器空氣側(cè)三維傳熱、傳質(zhì)的簡化模型，模型計(jì)算結(jié)果包括霜層溫度、進(jìn)出口壓降以及出口含濕量等重要參數(shù)。 本文還實(shí)驗(yàn)研究了2排平翅片管換熱器結(jié)霜工況下，換熱器表面結(jié)霜對(duì)翅片管換熱器傳熱傳質(zhì)和壓降的影響，隨著霜層的增

4、長，壓降逐步增大，出口溫度和含濕量變化平緩。在實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，得到了濕空氣的壓力分布和含濕量分布。將模擬所得結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)變化趨勢相同，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好。 本文所建立的翅片管換熱器結(jié)霜模型得到了一個(gè)很好的模擬結(jié)果，此模型為國內(nèi)翅片管換熱器結(jié)霜模擬和其他設(shè)備、部件的結(jié)霜模擬介紹了一個(gè)全新的方法，為同類的結(jié)霜模型搭建了一個(gè)良好的平臺(tái)。模型加深了我們對(duì)翅片管換熱器干工況、結(jié)露工況和結(jié)