翅片管换热器空气侧换热及压降性能的实验分析研究

发布时间：2017-09-15 03:10

  本文关键词：翅片管换热器空气侧换热及压降性能的实验分析研究

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【摘要】：随着计算机技术的飞速发展,计算机处理速度越来越快,数据中心热负荷也越来越大,数据中心空调使用越来越广泛。当前数据中心集成化趋势明显,功能越来越宽广使得机房设备发热量有很大的多样性和复杂性,包括在时间变化多样性、空间变化复杂性。当我们设计机房制冷系统时要求我们适应这种变化趋势,既能提供动态的制冷,又能满足变化多样性、复杂性的需求。本文依托于我国数据中心专用空调市场规模将持续增加及以强化传热技术作为提高空调性能的主要手段的背景,分别对波纹片热交换器及百叶窗片热交换器,在不同的进水温度条件下进行了实验探究。本文借助于湿工况翅片焓差热交换模型,使用Threlkeld工具,对实验结果进行分析计算后,得出下列总结:1)基于实验工况和实验对象,搭建了一套管式换热器管外空气换热测试系统。所有被测参数数据的测试误差均控制在±15.0%区域内。2)依据实验数值分别对析湿条件下,波纹亲水形翅片管式热交换器和百叶窗亲水形翅片管式热交换器空气端的热交换和压力损失特征进行了探讨。分别分析了管内水温变化对空气端热交换和压损特征的作用,分别拟合了在析湿条件工况下镀亲水层两种管式热交换器空气端热交换和压损关系式。3)随着进口水温的升高,两种不同翅片空气端的热交换因子j都增加,两者相差比较小,变化趋势一致。4)随着进口水温的升高,两种不同翅片间空气的摩损因子f都减少,波纹状翅片间空气的摩损因子f大概是百叶窗状翅片空气端摩损因子f 1.5倍。5)通过两种翅片热交换因子和摩损因子实验值与计算预测值的对比可以发现:热交换因子实验值与计算预测值存在一定的误差,而摩损因子的实验值与模型预测值吻合比较好;但最终模型计算预测值落点在?15%的误差区域内。6)两种翅片管热交换器都得出换热因子j受不同入口水温影响远比摩擦因子f大得多。最后,作者首先简单回顾了本次研究过程,然后阐述了不妥之处,最后规划了以后的研究方向。
【关键词】：翅片管式换热器 析湿条件 空气端 换热系数 压力损失 进水温度
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK172
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 符号说明10-14
• 第一章 绪论14-26
• 1.1 研究背景及意义14-15
• 1.2 研究现状15-24
• 1.2.1 平直片换热器的研究现状15-17
• 1.2.2 波纹片换热器的研究现状17-20
• 1.2.3 条缝片热交换器的研究现状20-22
• 1.2.4 百叶窗片换热器的研究现状22-24
• 1.3 目前研究的不足地方24
• 1.4 本文主要工作24-26
• 第二章 翅片管式换热器空气侧性能实验台设计和建立26-40
• 2.1 实验对象和工况26-28
• 2.1.1 实验对象26-27
• 2.1.2 实验工况27-28
• 2.2 实验装置28-32
• 2.2.1 空气侧回路28-30
• 2.2.2 水回路30
• 2.2.3 数据采集处理中心30-32
• 2.3 实验装置误差分析32-39
• 2.3.1 空气侧换热量误差33-35
• 2.3.2 水侧换热量误差35-36
• 2.3.3 换热器换热量误差36
• 2.3.4 空气端热交换系数误差36-37
• 2.3.5 空气端热交换因子误差37-38
• 2.3.6 空气侧摩擦因子误差38
• 2.3.7 误差分析汇总38-39
• 2.4 本章小结39-40
• 第三章 基于实验数据的关联式模型求解40-48
• 3.1 模型条件40-41
• 3.2 数据处理模型假设41
• 3.3 数据处理方法41-46
• 3.3.1 换热器换热量求解43
• 3.3.2 空气端热交换系数解析43-45
• 3.3.3 管内热交换系数解析45
• 3.3.4 热交换因子和摩损因子解析45-46
• 3.4 数据处理算法46
• 3.5 本章小结46-48
• 第四章 翅片管式换热器的变工况性能分析48-62
• 4.1 波纹状翅片管式换热器热交换与压损特征分析48-54
• 4.1.1 流体不同入口温度对热交换因子的作用48-50
• 4.1.2 流体不同入口温度对热交换器热交换量的作用50
• 4.1.3 流体不同进口温度对空气端压损的作用50-51
• 4.1.4 流体不同入口温度对翅片管式热交换器热交换和压损特征的预测模型51-54
• 4.2 百叶窗状翅片管式热交换器热交换与压损特征分析54-60
• 4.2.1 流体不同进口温度对热交换因子的作用54-56
• 4.2.2 流体不同进口温度对热交换量的作用56
• 4.2.3 流体不同进口温度对空气端压损的影响56-58
• 4.2.4 流体不同入口温度对翅片管式热交换器热交换和压损特征的预测模型58-60
• 4.3 两种翅片空气端热交换与压损特征比较60-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第五章 结论62-64
• 5.1 研究结论62
• 5.2 下一步工作的设想62-64
• 参考文献64-71
• 致谢71-72
• 攻读工程硕士学位时期获得的专利及发表的论文72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：853955