平行流冷凝器在小型制冷系统上的应用研究

发布时间：2017-08-05 05:01

  本文关键词：平行流冷凝器在小型制冷系统上的应用研究

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【摘要】：平行流冷凝器作为一款高效节能的新型换热器,目前在小型制冷设备、家用空调、汽车空调以及船用制冷系统中得到了成功的应用。这种平行流制冷系统不仅给我们减少经济成本,同时满足我们对内部适宜的温度环境的要求。这种冷凝器是一款能顺应社会经济发展潮流的新型冷凝器。近几年冷凝器结构型式逐渐由传统的管片、管带式冷凝器向平行流冷凝器发展,同时新型制冷剂工质使用更是直接加速了这一演变过程的快速发展。这几种冷凝器在不同领域、不同工况下所表现的的传热特性与规律各自表现出不同的特点。从冷凝器结构上比较,平行流冷凝器的空气侧结构不仅在翅片形式上选取了有效提高换热性能的百叶窗结构,同时制冷剂侧结构的扁管形式上选取的是小水力直径的多孔截面非圆结构,这样大大地强化两个方面传热,对于换热系数、重量、结构特性、单位制冷量的制冷剂充灌量等方面使换热器得到综合有效地得到提高。这些为平行流冷凝器研究和选择提供很大发展价值和市场前景。冷凝器性能的提高和成本的降低对于制冷系统的运行和生产成本的控制都有着重要的意义。本文针对厦门金龙汽车空调有限公司生产的型号6900Y车型,在同工况条件下,数值模拟设计出平行流冷凝器和管片式冷凝器这两款冷凝器,比较两款冷凝器在理论需求相同制冷量的情况下换热情况、耗动量以及cop性能指数;根据冷凝换热实验,分析出选取不同制冷剂侧管状结构对整体换热性能的影响,非圆小孔径结构的扁管换热器的换热性能比平行圆管结构的换热性高了2.5%~5.8%,同时依照平行流冷凝器扁管参数,通过改变扁管参数结构,设立不同的对比试验,分析扁管参数与制冷剂侧换热系数和压降的关系特性。通过数据研究,表明在小孔径扁管每一孔内高度hti固定的情况下,改变扁管内孔宽度参数对传热以及压降影响较小,而在小孔径扁管每一个孔内宽度wti固定的情况下,改变扁管内孔高度参数对传热以及压降相对影响较大,为满足地提高换热效率和降低压降,合适地选取一定扁管内孔宽高比和扁管水力直径能够使冷凝器结构制冷效果最大化。本文依照合理数值模拟方法,构造出代号为A1、A2、A3这三款不同扁管参数的平行流冷凝器,通过多组冷凝器对比试验,统计试验数据和模拟仿真的数据,结果进行比较,最后确定代号A2的这一款型平行流冷凝器的扁管参数,是该车型的冷凝器的最佳选择。
【关键词】：平行流换热器 多孔扁管 换热性能 cop性能指数
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB657.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 主要符号表7-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 课题背景10
• 1.2 冷凝器的发展演变过程10-14
• 1.2.1 管片式冷凝器介绍10-12
• 1.2.2 管带式冷凝器介绍12
• 1.2.3 平行流冷凝介绍12-14
• 1.3 现阶段平行流冷凝器工艺发展状况14-16
• 1.3.1 冷凝器工艺介绍14-15
• 1.3.2 平行流冷凝器工艺改进15-16
• 1.4 小型制冷装置上冷凝器研究现状16-22
• 1.4.1 传热和流动特性上冷凝器类比研究16-17
• 1.4.2 数值模拟优化冷凝器研究方向17-19
• 1.4.3 空气侧传热流动传热性能研究方向19-20
• 1.4.4 扁管制冷剂侧传热和流动性能研究20-22
• 第2章 管片式冷凝器数值模拟设计与计算22-27
• 2.1 构建管片式冷凝器的基本假设22
• 2.2 基本模型建立22-24
• 2.2.1 微元模型建立22-24
• 2.2.2 空气侧对流传热模型建立24
• 2.2.3 R134a在管内的凝结传热模型建立24
• 2.3 管片式冷凝器整体结构设计与计算24-26
• 2.4 本章总结26-27
• 第3章 平行流冷凝器数值模拟设计与计算27-34
• 3.1 构建平行流冷凝器的基本假设27
• 3.2 基本模型建立27-30
• 3.2.1 微元模型建立27-28
• 3.2.2 空气侧传热模型建立28
• 3.2.3 制冷剂侧的传热模型建立28-29
• 3.2.4 冷凝器压降模型建立29-30
• 3.3 平行流冷凝器传热计算及结构设计30-32
• 3.4 程序设计与运算32-33
• 3.5 本章总结33-34
• 第4章 影响平行流制冷剂侧换热的参数34-42
• 4.1 扁管数学模型建立与基本假设34-35
• 4.1.1 基本假设34
• 4.1.2 制冷侧关联式选取34-35
• 4.2 影响冷凝器制冷剂侧性能的参数35-41
• 4.2.1 内孔宽度对制冷剂侧换热和压降影响36-37
• 4.2.2 内孔高度对制冷剂侧换热和压降影响37-38
• 4.2.3 内孔高宽比对制冷剂侧换热压降影响38-40
• 4.2.4 当量水力直径对制冷剂侧的影响40-41
• 4.3 本章小结41-42
• 第5章 冷凝器对比试验42-47
• 5.1 冷凝器对比试验台系统介绍42
• 5.2 空调冷凝器对比性能试验组成42-44
• 5.3 冷凝器对比试验结果44-45
• 5.4 冷凝器对比试验总体分析45-47
• 5.4.1 冷凝器对比试验结果分析45
• 5.4.2 冷凝器对比试验误差分析45-47
• 第6章 结论与展望47-48
• 致谢48-49
• 参考文献49-51

【参考文献】

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1 张冀;刁彦华;赵耀华;张艳妮;孙钦;;小通道平行流扁管内纳米流体的流动换热特性研究[J];工程热物理学报;2015年05期

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本文编号：623208