翅片管式換熱器的換熱性能研究

翅片管式換熱器是一種在制冷、空調、化工等工業領域廣泛采用的一種換熱器形式。

在空調制冷行業中,對它的研究不僅有利于提高換熱器的換熱效率和整體系統性能,而且對改進翅片換熱器的設計型式,推出更加節能、節材的緊湊式換熱器有著重要的指導意義。由于在傳熱性能上翅片管式換熱器空氣側的換熱熱阻在整個熱阻中占有主要比重,而翅片結構形式和幾何尺寸的差異對空氣側的換熱性能與流動阻力又起著決定性的影響,因此改進管外空氣側的翅化形式,提高空氣側換熱系數已成為空調制冷行業人們關心一個課題。本文就幾種不同強化換熱方式下的翅片類型(如:平翅片、波紋形翅片、條縫形翅片、百葉窗形翅片等)的最新研究成果,做概括性的分析和介紹。

1，翅片管式換熱器的實驗研究進展人們在進行強化翅片表面換熱的研究中,提出了各種強化換熱的方法。

總的來說,有以下的幾種方法:一是減小換熱管的結構尺寸,采用小管徑換熱管代替大管徑換熱管,同時減小管排橫向間距及縱向間距。從目前家用空調中所采用的換熱管尺寸來看,其管徑有不斷減小的發展趨勢,從以前的9.52mm,7.94mm,到現在的7.0mm;

二是增強空氣側的湍流強度,可通過不斷改變氣流來流方向,來達到強化換熱的目的,主要采用將翅片沖壓成波紋形,由此產生了波紋形翅片類型;

三是采用間斷式翅片表面,將翅片表面沿氣流方向逐漸斷開,以阻止翅片表面空氣層流邊界層的發展,使邊界層在各表面不斷地破壞,又在下一個沖條形成新的邊界層,不斷利用沖條的前緣效應,達到強化換熱的目的。

對翅片管式換熱器強化傳熱的幾點建議：
1)到目前為止,人們對翅片管式換熱器已進行了不小研究,但限于條件,大多數研究者的實驗范圍較窄,故其適用性受到限制。

2)對于現有的翅片管式換熱器的研究,由于一些客觀條件的限制(如:產品專利等),造成實驗研究測試的結構幾何參數的不連續性,對于各種翅片類型的實驗研究還極不完整。因此當前的工作之一就是繼續加強對管外強化翅片的實驗研究,并歸納出較通用的換熱及壓降關聯式。

3)對不同翅片類型的強化機理的研究還尚待繼續開展,同時結合實驗,在理論分析不同的翅片幾何結構在強化傳熱,及其阻力特性的差異。

4)同時針對現有的翅片管式換熱器的研究,還存在著一些問題,如:所采用的實驗方法上的差異,以及在實驗數據處理方法的差異等,都造成所得實驗結果的較大差異。

5)由于翅片形式的多樣性,還沒有形成統一的對比標準,所以還也很難形成大家都比較認同的實驗關聯式。

6)對于實際運行工況下,空氣來流的不均勻性、翅片布置方式等對現有翅片類型的換熱及壓降特性的影響,還少有人研究?？偟膩碚f,隨著人們對緊湊式換熱器的不斷重視,對強化換熱表面的研究也會越來越得到關注,對它的研究必將對翅片管式換熱器的設計及制造具有重要的指導性作用。