微通道蒸发器对流换热特性数值模拟及实验测试
发布时间：2020-12-16 04:12
微通道换热器是一种新型高效节能器件,具有换热效率高、结构紧凑、质量轻等优势,将其应用到家用空调器中并进行深入研究,其结果为空调换热器的优化改良、开发设计以及运行参数优化等提供了理论依据,具有一定的指导意义,并为降低空调能耗以及提高空调换热效率有着重要现实意义。论文基于文献调研的基础上,建立微通道蒸发器模型,采用数值模拟方法,分析讨论了集流管模型对流量分配的影响、蒸发器内部制冷剂分布均匀性和结构优化以及制冷剂气液两相流动分布特性。设计并加工微通道蒸发器,搭建实验测试系统,测试微通道蒸发器的性能,并与常规管翅式蒸发器进行比较。研究结果表明:（1）集流管四种模型（A型、B型、C型和D型）中,入口流速（流量）对换热器内各扁管流量分配具有较大影响。入口流速较小时,各扁管内流量分配呈现中间扁管小、两侧扁管大的分布特性;增大入口流速时,各扁管流量分配呈入口侧低、沿集流管流动方向并依次增大的分布特性。各扁管入口静压力变化斜率与其内部流量增大或减小的趋势基本一致。（2）平行于集流管入口微通道蒸发器中,流量分配性较差,制冷剂最大流量和最小流量比值η0较大,部分区域制冷剂分布过多或过少...
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微通道换热器结构图
图 1.3 微通道换热器实物图及剖面图微通道换热器作为冷凝器在空调行业中研究已经较为成熟，因结构变化而影响其流动特性和换热特性因素繁多，以及实验条件不一样而导致的客观差异，使得目前微通道换热器的研究还存在较多问题和难点。如使用微通道蒸发器时，扁管微通道内制冷剂分布不均[14]，表面结露结霜等[15]，有待进一步了解和深入研究。1.2 国内外研究现状1.2.1 微通道内单相流动微通道内流动与传热相对比较复杂，由于微尺度效应存在，相比常规尺度，其流动和传热规律亦会有所不同，主要包括惯性力，表面效应，周围流体产生的摩擦、静电力和粘性等。在上世纪 90 年代，就已经开始有关微通道内单相流动研究，包括 Tuckerman[16]、Wu[17]以及 Acosta[18]等。此后，单相流动和传热在微
下集流管进口图 2.6 蒸发器三维模型示意图2.2.2 网格划分及边界条件由于模型过于复杂，且集流管尺寸与扁管尺寸相差很大，若全部采用四面体网格且网格密度及质量满足计算要求，会使网格数量过多，因此本文在网格划分上采用混合网格的策略，集流管尺寸使用四面体网格，考虑到扁管的插入集流管的深度，对该部分进行细化，扁管采用拉伸六面体网格，在截面上画出 5-6 层网格，然后再扁管长度方向上进行拉伸。因为扁管较长(661 mm)，若采用截面网格划分方法，会导致网格数量过多，因此，在扁管长度方向上选择较大的尺寸，网格拉伸长取度 0.5mm。
【参考文献】：
期刊论文
[1]建筑暖通空调设计与节能[J]. 李伟. 门窗. 2018(01)
[2]板式换热器经济性优化研究[J]. 叶立,王飞,石艳,林海波,叶林涛. 轻工机械. 2017(06)
[3]多孔微通道扁管发展段流动换热特性实验研究[J]. 赵耀华,孙钦,刁彦华,唐晟. 北京工业大学学报. 2017(05)
[4]微通道光管换热器的运行特性及影响因素[J]. 陈尚秋,崔昊,李娟. 流体机械. 2017(01)
[5]结构参数对微通道换热器内流体分配均匀性的敏感性分析[J]. 袁培,孙冰,吕彦力,李丹. 轻工学报. 2016(03)
[6]微通道换热器在R290家用空调器中的应用[J]. 郭霞龄,王学友. 制冷与空调. 2015(10)
[7]矩形微通道内制冷剂流动沸腾传热特性及可视化研究[J]. 邓聪,罗小平,冯振飞,张瑞达. 制冷学报. 2015(06)
[8]R410A微通道内沸腾换热实验研究[J]. 葛琪林,柳建华,张良,张慧晨. 制冷学报. 2015(04)
[9]制冷剂流动方向对微通道蒸发器房间空调器性能影响的对比试验研究[J]. 付玉,张忠斌,黄虎,张若楠. 南京师范大学学报(工程技术版). 2015(01)
[10]微通道换热器在家用空调上的应用研究[J]. 汪年结,王颖,李峰,汪峰,葛方根,徐博,陈江平. 制冷技术. 2014(02)
博士论文
[1]微通道蒸发器的优化设计及流量分配特性研究[D]. 刘巍.南京航空航天大学 2013
[2]微通道内气液两相流动及传质过程研究[D]. 季喜燕.天津大学 2011
[3]微通道内的气液两相流动与传质研究[D]. 戴莉.天津大学 2010
硕士论文
[1]微通道蒸发器表面结露工况下性能研究[D]. 张志强.天津商业大学 2015
[2]平行流蒸发器制冷剂流量分配数值模拟与翅片性能优化[D]. 张永锴.华北电力大学 2014
[3]车用微通道冷凝器流动及换热特性的研究[D]. 黄劲.吉林大学 2013
[4]微通道换热器的R404A制冷系统性能研究[D]. 殷辉.天津商业大学 2013
[5]微通道换热器在热泵型空调器中的应用研究[D]. 焦涛.北京工业大学 2012
[6]微通道换热器在制冷压缩冷凝机组中的应用研究[D]. 刘舒.中南大学 2010
本文编号：2919508
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微通道换热器结构图
图 1.3 微通道换热器实物图及剖面图微通道换热器作为冷凝器在空调行业中研究已经较为成熟，因结构变化而影响其流动特性和换热特性因素繁多，以及实验条件不一样而导致的客观差异，使得目前微通道换热器的研究还存在较多问题和难点。如使用微通道蒸发器时，扁管微通道内制冷剂分布不均[14]，表面结露结霜等[15]，有待进一步了解和深入研究。1.2 国内外研究现状1.2.1 微通道内单相流动微通道内流动与传热相对比较复杂，由于微尺度效应存在，相比常规尺度，其流动和传热规律亦会有所不同，主要包括惯性力，表面效应，周围流体产生的摩擦、静电力和粘性等。在上世纪 90 年代，就已经开始有关微通道内单相流动研究，包括 Tuckerman[16]、Wu[17]以及 Acosta[18]等。此后，单相流动和传热在微
下集流管进口图 2.6 蒸发器三维模型示意图2.2.2 网格划分及边界条件由于模型过于复杂，且集流管尺寸与扁管尺寸相差很大，若全部采用四面体网格且网格密度及质量满足计算要求，会使网格数量过多，因此本文在网格划分上采用混合网格的策略，集流管尺寸使用四面体网格，考虑到扁管的插入集流管的深度，对该部分进行细化，扁管采用拉伸六面体网格，在截面上画出 5-6 层网格，然后再扁管长度方向上进行拉伸。因为扁管较长(661 mm)，若采用截面网格划分方法，会导致网格数量过多，因此，在扁管长度方向上选择较大的尺寸，网格拉伸长取度 0.5mm。
【参考文献】：
期刊论文
[1]建筑暖通空调设计与节能[J]. 李伟. 门窗. 2018(01)
[2]板式换热器经济性优化研究[J]. 叶立,王飞,石艳,林海波,叶林涛. 轻工机械. 2017(06)
[3]多孔微通道扁管发展段流动换热特性实验研究[J]. 赵耀华,孙钦,刁彦华,唐晟. 北京工业大学学报. 2017(05)
[4]微通道光管换热器的运行特性及影响因素[J]. 陈尚秋,崔昊,李娟. 流体机械. 2017(01)
[5]结构参数对微通道换热器内流体分配均匀性的敏感性分析[J]. 袁培,孙冰,吕彦力,李丹. 轻工学报. 2016(03)
[6]微通道换热器在R290家用空调器中的应用[J]. 郭霞龄,王学友. 制冷与空调. 2015(10)
[7]矩形微通道内制冷剂流动沸腾传热特性及可视化研究[J]. 邓聪,罗小平,冯振飞,张瑞达. 制冷学报. 2015(06)
[8]R410A微通道内沸腾换热实验研究[J]. 葛琪林,柳建华,张良,张慧晨. 制冷学报. 2015(04)
[9]制冷剂流动方向对微通道蒸发器房间空调器性能影响的对比试验研究[J]. 付玉,张忠斌,黄虎,张若楠. 南京师范大学学报(工程技术版). 2015(01)
[10]微通道换热器在家用空调上的应用研究[J]. 汪年结,王颖,李峰,汪峰,葛方根,徐博,陈江平. 制冷技术. 2014(02)
博士论文
[1]微通道蒸发器的优化设计及流量分配特性研究[D]. 刘巍.南京航空航天大学 2013
[2]微通道内气液两相流动及传质过程研究[D]. 季喜燕.天津大学 2011
[3]微通道内的气液两相流动与传质研究[D]. 戴莉.天津大学 2010
硕士论文
[1]微通道蒸发器表面结露工况下性能研究[D]. 张志强.天津商业大学 2015
[2]平行流蒸发器制冷剂流量分配数值模拟与翅片性能优化[D]. 张永锴.华北电力大学 2014
[3]车用微通道冷凝器流动及换热特性的研究[D]. 黄劲.吉林大学 2013
[4]微通道换热器的R404A制冷系统性能研究[D]. 殷辉.天津商业大学 2013
[5]微通道换热器在热泵型空调器中的应用研究[D]. 焦涛.北京工业大学 2012
[6]微通道换热器在制冷压缩冷凝机组中的应用研究[D]. 刘舒.中南大学 2010
本文编号：2919508
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