风冷冷凝器管外传热与流动的数值模拟

对不同夹角、不同管排的V型风冷冷凝器以及不同结构型式的冷凝器的管外三维流动与换热特性进行了数值研究,模拟采用商用软件PHOENICS3.6进行。由于风冷冷凝器的主要热阻在空气侧,空气侧的换热性能决定了整个冷凝器的性能,所以本文比较了各种夹角、各种管排、各种结构下冷凝器空气侧的迎面风速、平均换热系数、换热量和阻力特性,其结论对于目前空调使用的风冷冷凝器的优化设计具有一定的指导作用。     

风冷溴化锂吸收式制冷机热力－传热耦合性能的研究

本文结合各设备的传热性能，通过计算机模拟，以无量纲量Ｆ／Ｆ为变量研究风冷溴化锂吸收式制冷机的热力－传热耦合性能，据此求得各设备换热面积的合理匹配值．计算结果表明，风冷溴化锂机各设备换热面积经合理匹配，可以显著减小风冷吸收器和冷凝器的换热面积，机组单位基管面积制冷量可因此提高４７％，而机组的性能系数ＣＯＰ值与水冷溴化锂机基本接近．     

单回路不同布置形式的风冷冷凝器的模拟计算与分析

对3种单回路风冷冷凝器采用分布参数稳态模型进行了模拟计算，着重研究了不同的回路布置形式对换热性能的影响．计算结果表明，冷凝器在迎面风速相同时具有较小的制冷剂流量，以及在制冷剂流量相同时具有较大的迎面风速这两种情况下，由于换热比较充分，不同的回路布置形式对换热量有较大的影响；在换热不充分时，采用不同的回路布置形式换热量差异并不大；在其他情况相同时，采用逆流布置的换热量约比顺流布置高3％～4％．计算结果与前人的实验研究结果较为一致，说明采用该计算模型便于比较多种不同的回路布置形式对冷凝器性能的影响．该计算模型可用于冷凝器回路的优化设计．     

翅片管式风冷冷凝器耦合传热的数值研究

利用耦合传热理论对平直翅片的换热特性进行了数值研究,在此基础上建立了V型风冷冷凝器的传热模型,并对不同夹角、不同管排的V型冷凝器管外换热特性进行了初步的模拟分析,模拟采用商用软件PHOENICS3.6进行。其结论对于目前空调使用的风冷冷凝器的优化设计具有一定的指导作用。     

考虑污垢时内螺纹管冷凝器的经济性分析

为研究各种换热设备因污垢热阻的存在而造成大量能源浪费的实际运行过程．在考虑污垢的情况下,综合换热管的阻力特性,对比分析了分别选用内螺纹管和内壁光滑管的冷凝器的经济性,探讨其是否能够提高冷凝器的换热性能从而降低系统能耗．结果表明,选用内螺纹管不一定能够提高冷凝器运行的经济性,冷凝器存在临界流速和临界时间．文中结果为冷凝器的设计和经济运行提供了理论依据和指导．     

冰箱用鼠笼式丝管冷凝器换热性能的实验研究

基于鼠笼式丝管冷凝器周围空气温度场的实验研究结果,为优化空气侧流场和强化换热,对冷凝器结构进行改进,即在冷凝器下游增设了外绕泡沫挡圈以增加通过径向可有效换热的空气流量,同时在其上游最内圈设置泡沫堵芯以减少通过轴向基本不参与换热的空气流量。结构改进前后的实验结果表明:通过对冷凝器结构的改进,冷凝器出口温度降低约0.7℃,开机工作系数减小了2.02%,冰箱耗电量降低了2.37%。实验数据还表明,外绕挡圈和泡沫堵芯能有效减少停机时从压缩机仓和冷凝器下游向冷凝器出口所在的上游扩散的热空气量,有利于下次开机后冷凝器快速散热和降温。     

船舶机舱的自然通风

以目前自然通风的研究成果为基础，结合船舶机舱通风的特点，从理论上分析了机舱自然通风的原理，初步探讨了热压和风压对机舱通风的作用．机舱通风热压的大小取决于机舱内外空气密度的差值、烟囱上的排风口的高度、空气在进风管内吸热的多少以及进风口的高度，机舱如果采用自然进风，必须采用横截面积较大的风管，并尽量减少弯头和节点．自然风压的大小取决于船速和风速的大小，适当地安排进风口和排风口的位置，就可以充分利用风压，达到既能促进进风又能促进排风的作用．自然风压．热压和机械风压对船舶机舱的通风可以起到共同促进的作用．     

进风条件对平行流冷凝器性能的影响

以平行流冷凝器为研究对象,采用考虑制冷剂侧流量分配的数学模型,研究了几种实际进风条件对冷凝器性能及制冷剂侧流量分配特性的影响,这些进风条件包括:前端遮挡、前置设置散热器和单双冷却风扇单双配备共三类.研究发现:在50%遮挡率下,中间遮挡方式对冷凝器的性能衰减最多,换热量减少了47.9%,压降增加了335.5%;不同遮挡方式对制冷剂侧流量分配有不同的影响,格栅遮挡造成的制冷剂侧流量分配不均匀程度最大.前置散热器造成的局部进风速度降低与温度升高可导致冷凝器换热量减少24.1%,压降增加80%,前置散热器只对第二流程的制冷剂侧流量分配不均匀程度有明显的影响.总风量不变时,单、双风扇情况下的进风不均匀对整体换热与压降的影响不明显,但是各个流程制冷剂侧流量分配不均匀程度都有明显增加.     

锌精馏铅塔冷凝器换热数学模型研究

针对冶炼厂锌精馏过程中铅塔冷凝器实际冷凝能力明显比其设计容积热负荷低，但却不能避免冲顶事故的发生．目前仅通过坼除冷凝器顶部防爆装置以提高散热强度的现状，根据二系统1#铅塔冷凝器不同散热方式；通过对器壁散热状态的测试，并利用能量守恒原理，建立了冷却过程的换热数学模型；该模型充分考虑了各种散热方式的换热能力，较为全面地反映了冷凝器目前的换热状况，为冷凝器强化传热和结构优化，提高冷凝器的有效容积热负荷具有一定的现实意义。     

分离式微通道热管低风量下换热性能模拟研究

为了降低数据中心的运行能耗，分离式热管冷却系统会根据实际负载降低风扇转速，造成换热性能的衰减. 为了对低风量和低负载下分离式微通道热管的换热性能进行研究和分析，建立了适用于预测低风量下分离式微通道热管换热性能的一维稳态模型，并与试验结果对比，验证了模型的准确性，其最大预测平均偏差为6.3%. 利用该模型研究了运行参数对分离式微通道热管的换热性能和数据中心热安全的影响. 不同风量下，服务器排风温度从27 ℃上升至39 ℃时，系统换热量均有超过60%的提升；冷冻水供水温度从6 ℃提升至18 ℃会导致系统换热量最高下降41.8%. 在200～1 400 m3/h风量下，增加蒸发器和冷凝器的高度差可有效提升系统换热量和制冷剂质量流量，风量越大，换热量增长率越高. 但在相同风量下，随着高度差的逐渐增大，换热量增长率逐渐降低. 研究结果对分离式微通道热管在数据中心的设计优化和节能运行有一定促进作用.     

真空冷冻干燥机凝结器的改进

分析了真空冷冻干燥机水汽凝结器存在容易造成"冰塞"的原因,并提出了安装气流扩散器的改进方法,对改进前后的凝结器捕水性能进行了比较.由于气流扩散器的安装,捕水周期得以延长,捕水能力及工作效率显著提高,实用性较好,而且扩散器的制作费用低,性价比高,有推广价值.     

空调全铝新型换热器结构优化与性能研究

对新型家用空调换热器的物理模型单元进行合理的简化处理后,利用Fluent软件对换热器波纹翅片进行了优化设计,得出优化后换热器波纹翅片的结构尺寸,为实际设计和研究提供了理论依据.按照结构优化结果生产换热器试验样件,利用空气焓值法对使用新型换热器和翅片管式换热器的家用空调机进行了对比实验,实验结果表明:采用传热面积和体积都较小的新型换热器后空调的制冷量有所增大,总耗功率却基本不变,空调的效能比提高5%,是目前家用空调翅片管式换热器的理想替代品.     

平行流冷凝器空气侧结构参数研究及优化

用正交实验法设计了平行流冷凝器空气侧数值模拟的结构方案,对车用空调冷凝器的风速范围进行流动换热计算.在此基础上,应用田口法分析翅片高度、百叶窗转向区长度、翅片间距、翅片宽度、百叶窗间距和百叶窗角度六个结构因素对空气侧传热和流动影响的重要性,得到空气侧最优参数组合.结果表明:翅片宽度是传热因子主要影响因素,翅片间距则对摩擦因子影响最大;翅片间距、百叶窗角度和百叶窗间距对平行流冷凝器空气侧综合性能影响起主要作用;在雷诺数600~1 400范围内,优化分析得到的最佳参数组合的平行流换热器空气侧综合性能提升了4.03%~11.09%.     

变管径空冷凝汽器空气侧换热特性研究及优化

针对四排等管径圆管直接空冷凝汽器冬季因换热不均易产生冻结的情况,提出了采用变管径翅片管束的思想。用计算流体力学(CFD)方法,对变管径翅片管束的流动换热特性进行数值模拟。研究发现,变管径翅片管束相比于等管径翅片管束,换热均匀性大幅提升,综合性能也有所提高;为提高该类换热器换热性能,将管束排布方式由近等边变化到近等速,凝汽器综合性能增大而换热均匀性变化不明显;在近等速排列变管径管束的翅片上加装涡发生器,综合性能进一步提高,换热均匀性对雷诺数的敏感性有所改变。     

空调冷凝器外环境喷雾冷却的数值模拟

当室外温度过高时,空调室外机组散热环境恶化,导致空调经济性降低.现采用在室外机组冷凝器上加装喷嘴进行水的喷雾冷却的方法,降低进入冷凝器的风温,改善冷凝器散热工况.通过CFD软件进行数值模拟,模拟不同水量、不同喷嘴角度的喷雾冷却对冷凝器外环境空气温度场以及对各点温度分布的影响.模拟结果表明,喷雾后冷凝器外环境温度降低,随着喷雾量、喷雾角度的增大,进风截面各点温度分布更为均匀,冷凝器散热能力得到提高.     

高速列车空调冷凝风机的变频应用研究

列车在高速运行中表面产生的负压使冷凝风量相继减小.通过数值模拟计算不同车速下冷凝风机入口的平均负压值和冷凝风量,结果表明,高速工况下的负压影响冷凝风机正常运行.选取大容量冷凝风机并采取变频调节方式,建立以冷凝温度为反馈信号的PID控制方式,比较不同车速下定频与变频运行所消耗的功率,得出变频运行冷凝风机在列车低速运行时具有良好的节能效果和一定的变工况适应性,为变频技术在列车冷凝风机上的应用提供了技术依据.     

Analysis of condenser venting rates based on the air mass entransy increases

Condenser thermal performances, such as the back pressure and venting rate, are strongly affected by the tube arrangement. Condensers have three irreversible pro- cesses for the fluid flow, heat transfer and mass diffusion. The condenser venting rate is studied here based on an air mass entransy analysis. The air mass entransy increment rate for the steam and air mixture on the condenser shell side is expressed as a function of the distributed air mass fraction and the steam condensation rate to define the relationship between the condenser venting rate and the flow parameters. Condensers with three typical tube arrangements were analyzed numerically using the porous medium model. The results show that a bigger venting rate always corresponds to a smaller air mass entransy incre- ment rate. The air mass entransy generally decreases in the air concentration region and increases in the air cooling region under the combined action of the air diffusion and steam condensation. The numerical results indicate that the air cooling region of a condenser should be carefully designed and the cooling tubes should be properly arranged to guide the steam flow so as to weaken air concentration, and consequently to decrease the venting rate.     

汽车空调冷凝器的匹配设计研究

结合汽车空调压缩机的变工况性能 ,即汽车空调压缩机性能指标随转速和冷凝温度而变化的情况 ,根据汽车空调系统的冷凝器在不同设计工况下的设计结果 ,经过分析冷凝温度、冷却介质温差参数变化对冷凝器设计结果的影响 ,综合得出对满足汽车空调系统不同运行工况的冷凝器设计参数如冷凝温度、冷却介质温差等的合理选择 ,从而实现汽车空调冷凝器与压缩机及系统匹配的效果     

逆流多效蒸发淡碱浓缩工艺节能技术研究

建立了带有冷凝水闪蒸和溶液闪蒸等节能措施的逆流多效蒸发淡碱浓缩系统优化设计的数学模型.以系统的年总费用最小为优化目标,以生蒸汽温度、冷凝器中二次蒸汽温度及各效有效传热温度差为决策变量,提出一种新算法———遗传算法结合拉格朗日乘子法、矩阵法、迭代法求最优解.算例表明:采用冷凝水闪蒸和溶液闪蒸是有效的节能技术,生蒸汽温度、冷凝器中二次蒸汽温度对优化结果影响显著,优化设计比常规设计可节省年总费用20.1%左右.新算法对初值要求不高,能快速稳定地收敛于全局最优.     

非均匀风速下翅片管换热器冷剂流路稳健设计

非均匀风速分布对翅片管换热器的性能影响显著.采用EVAP-COND软件,针对R22和R410A两种制冷剂,在空气进口状态、流量、换热器的几何结构尺寸相同的情况下,研究了4种典型的不均匀风速分布形式及风速不均匀度对热泵空调中冷凝和蒸发两用换热器性能的影响,并对比了三种不同流路布置的换热器性能,结果表明:蒸发器性能受不均匀风速分布的影响比冷凝器更显著,且风速不均匀度越大,换热器的性能越差;通过优化换热器的流路布置可以明显提高换热器的性能.提出一种全交错型流路设计,显著降低了风速分布变化对换热器性能的影响.