低气压下翅片管换热器空气侧换热特性的实验研究

发布时间：2021-07-21 11:56

　　为研究低气压环境下翅片管换热器空气侧的换热特性,对不同气压环境下空气侧流速和翅片间距对平翅片管换热器空气侧换热特性的影响进行了实验分析。实验环境气压范围为40～100 kPa,换热器迎面风速为1.0～3.5 m/s,翅片间距2～3 mm。研究表明:实验工况下环境气压40 kPa时空气侧传热因子仅为常压下的30.42%～46.41%;低气压环境空气侧流速和翅片间距对空气侧换热的影响趋势与常压数据基本保持一致;不改变换热器结构,环境气压的变化仅影响空气物性,而对空气的流动状态的影响不大;翅片间距影响随Re的减小和环境气压的降低而减弱,两种翅片间距模型空气侧传热因子平均差异在环境气压为100 kPa时为12.07%,40 kPa时缩小为3.00%。 

【文章来源】：热能动力工程. 2020,35(05)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

实验装置

空气侧和管内水侧换热量偏差小于5%[14]认为工况稳定,实际实验数据采集中两侧换热量偏差在-3.517%～0.134%之间。工况稳定后连续采集5次相差不大于1%的数据取平均值作为实验数据保存。换热系数采用基于焓差总传热系数[16]表示,具体推导过程参考文献[15-16]。基于焓差的总换热系数可表示为:

随着环境气压降低,不同空气侧流速对应的传热因子之间的差异较小,说明不改变换热器结构,环境气压的变化仅改变空气物性,而对空气的流动状态产生的影响不大。翅片间距在不同环境气压下对空气侧换热的影响如图4所示。环境气压从100 kPa降至40 kPa,空气侧传热因子数下降了39.60%～46.65%。相同Re下,翅片间距小时换热效果更好,其差异随着Re的减小而缩小:环境气压为100 kPa时,在Re为3 000～4 000范围内,Fp=3 mm换热器空气侧传热因子较Fp=2 mm换热器低14.48%～19.02%,在Re为500～1 000范围内,差异缩小为7.41%～12.65%。随着气压降低,两种翅片间距差异缩小,即两种翅片间距在低Re下的差异更小:环境气压为100 kPa时,两种翅片间距换热器空气侧传热因子平均差异为12.07%,80 kPa时降低至8.20%,60 kPa时为6.81%,40 kPa时仅为3.00%。


本文编号：3294980