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        強(qiáng)化傳熱技術(shù)在空調(diào)中的應(yīng)用

        2020-05-19 04:12:38楊瑞
        現(xiàn)代營銷·理論 2020年6期
        關(guān)鍵詞:技術(shù)空調(diào)應(yīng)用

        楊瑞

        摘要:眾所周知,隨著冷凝溫度的降低和蒸發(fā)溫度的提高,空調(diào)器的傳熱溫差將會隨之降低,蒸發(fā)器和冷凝器的傳熱條件惡化。雖然增大蒸發(fā)器、冷凝器的換熱面積能解決 這一矛盾,但是由此必然導(dǎo)致空調(diào)器體積增大、能重比降低。解決這一矛盾最為明智的方法就是利用現(xiàn)有的傳熱強(qiáng)化技術(shù)、強(qiáng)化冷凝器和蒸發(fā)器的傳熱實(shí)現(xiàn)空調(diào)機(jī)蒸發(fā)器、冷凝器的低溫差傳熱。本文將簡要介紹強(qiáng)化傳熱技術(shù)及幾種能在空調(diào)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的強(qiáng)化傳熱管。

        關(guān)鍵詞:強(qiáng)化傳熱;技術(shù);空調(diào);應(yīng)用

        一、冷凝器、蒸發(fā)器傳熱強(qiáng)化途徑

        強(qiáng)化冷凝器,蒸發(fā)器傳熱就在于利用各種方法增加總傳熱系數(shù)K值.由于總傳熱系數(shù)取決于空氣側(cè)翅片換熱系數(shù)α1、制冷劑與管壁傳熱系數(shù)α2以及翅片與管壁間的接觸熱阻β1和管壁自身熱阻β2,所以強(qiáng)化空調(diào)換熱器的傳熱主要著眼于以下幾個(gè)方面,即:空氣側(cè)換熱 的強(qiáng)化、管內(nèi)制冷劑側(cè)傳熱的強(qiáng)化、減少接觸熱阻。

        1.1空氣側(cè)換熱強(qiáng)化

        (1) 翅片形式的改進(jìn)

        最早應(yīng)用于空調(diào)機(jī)的翅片是平板式翅片。當(dāng)空氣流過翅片時(shí),翅片壁面上會形成層流邊界層,且沿流動方向?qū)恿鬟吔鐚訒饾u增加,由于翅片面上的層流邊界層造成的傳熱熱阻很大,所以平板式翅片的換熱系數(shù)較低。為了提高換熱器的傳熱效果,人們?nèi)藶榈卦诔崞嫔现圃斐霾煌螤畹拇植?,以破壞翅片面附近的流動邊界層?qiáng)化翅片面換熱,目前應(yīng)用較多的翅片有:波形翅片、裂縫翅片、超級裂縫翅片(即波形翅片上再加工裂縫的翅片)。

        (2) 選擇合理的翅片間距及蒸發(fā)器表面親水處理

        目前空調(diào)器蒸發(fā)器都存在積水現(xiàn)象,蒸發(fā)器積水后從兩個(gè)方面造成蒸發(fā)器傳熱條件的 惡化:(1)蒸發(fā)器積水后減少了有效傳熱面積;(2)蒸發(fā)器積水后,風(fēng)阻增大。

        蒸發(fā)器積水情況與翅片間距的大小有很大關(guān)系。翅片距離越大蒸發(fā)器積水越小,但翅片間距増大以后蒸發(fā)器有效傳熱面積將會降低,因而選擇合理的翅片間距十分重要。

        1.2制冷劑管內(nèi)強(qiáng)化換熱

        對于管內(nèi)制冷劑換熱,國外大多利用翅片來增加制冷劑與管壁間的換熱系數(shù)。所謂內(nèi)翅片管就是以光滑管為毛坯,采用機(jī)械加工一次成型的方法使管子內(nèi)壁形成比較密集的翅 片和相應(yīng)的溝槽,而外表面保持光滑的管子。內(nèi)翅片管的形式很多,其翅片可高可低,可以是與管軸平行的直片,也可以是有一定螺旋角的螺旋翅片,翅片及溝槽的斷面,可以是三角形的、梯形的、矩形的,或者翅片為三角形,溝槽為梯形等多種不同組合,甚至還可以把翅片螺旋角做成左右交錯(cuò)的形式。

        國內(nèi)外學(xué)者曾對內(nèi)翅片管的傳熱特性做過系統(tǒng)的研究,表1為日立公司產(chǎn)幾種傳熱管 的傳熱與流阻特性。

        從表1可知,內(nèi)翅片管能大大提高管內(nèi)給熱系數(shù),因而逐步利用內(nèi)翅片管取代目前廣 泛使用的光滑管應(yīng)是空調(diào)機(jī)生產(chǎn)廠家的努力方向之一。

        最近,我公司開展了內(nèi)翅片管在窗式空調(diào)機(jī)的應(yīng)用研究工作,研究表明,在窗式空調(diào)機(jī)其它條件不變的條件下,冷凝器的傳熱管換成內(nèi)翅片管后,空調(diào)機(jī)的制冷量和能效比都有明顯的提高。

        二、其它幾種強(qiáng)化管介紹

        近十年來,我國也進(jìn)行了大量的強(qiáng)化傳熱研究工作,研制出了適用于各種不同場合的強(qiáng)化傳熱管,其中許多強(qiáng)化管的傳熱性能已和國外同類管的性能相同,而有些傳熱管的性能則已超過國外同類管的性能,這些強(qiáng)化管正在化工、動力、海水淡化等行業(yè)推廣應(yīng)用下面就對各強(qiáng)化管加以介紹。

        2.1冷擬傳熱的強(qiáng)化

        (1) 縱槽表面

        該管用無切屑拉軋或滾軋方法成型,成型后管外表面呈密集的等腰三角形溝槽。如釆用有芯棒的工藝?yán)?,可制造出雙面縱槽管。適用于管內(nèi)蒸發(fā)和管外冷凝的傳熱過程,總傳熱系數(shù)為光滑管的2.4倍。

        流至槽穴處的冷凝液在重力的作用下沿槽穴通路下落并迅速排走。在沸騰一側(cè),在表面張力作用下待蒸發(fā)的液體有從槽峰向槽穴處的傾向,使槽峰處形成薄膜蒸發(fā),由于槽峰與槽穴處都發(fā)生了沸騰,槽穴處沸騰液的飛濺都可使槽峰能始終保持潤濕,不易產(chǎn)生蒸干現(xiàn)象,因 此,在雙面強(qiáng)化縱槽管兩側(cè)的冷凝與沸騰傳熱都得到了強(qiáng)化。

        2.2沸騰傳熱的強(qiáng)化

        多孔表面對沸騰傳熱具有高效強(qiáng)化作用。它的發(fā)展是從制造帶燒結(jié)復(fù)蓋層的多孔表面 開始的,后來又出現(xiàn)了火焰噴涂型多孔表面,電鍍型多孔表面,機(jī)械加工型多孔表面。

        在眾多的多孔表面中機(jī)械加工多孔表面應(yīng)用最為廣泛。機(jī)械加工多孔表面是用機(jī)械方 法將管子外表面或平板加工成具有表面多孔層的換熱面。采用機(jī)械加工制造多孔表面具有 易于加工、微孔尺寸均勻,成本低等優(yōu)點(diǎn)。

        迄今已有許多文獻(xiàn)對Thermoexcel—E多孔表面和Gewa—E多孔表面的傳熱性能作了報(bào)導(dǎo)。曾有學(xué)者以R-U3和R-11為介質(zhì)對Gewa-T管進(jìn)行了單管沸騰實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi),對R-H3介質(zhì),T管的沸騰傳熱系數(shù)比光管高1.5-10倍,對R-11介質(zhì)則高L6?7倍。

        三、結(jié)束語

        隨著人們生活水平的不斷提高,空調(diào)器進(jìn)入千家萬戶已成為必然趨勢。由于我國電力供不應(yīng)求的現(xiàn)狀一時(shí)難以解決,因而發(fā)展節(jié)能型空調(diào)應(yīng)為我國空調(diào)器發(fā)展的方向,而強(qiáng)化傳熱技術(shù)作為提高空調(diào)器能效比的有效方法必將逐步地受到人們的普遍重視和接受。

        參考文獻(xiàn):

        [1]崔海亭,彭培英.強(qiáng)化傳熱新技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京:化學(xué)出版社,2017

        [2]林宗虎.強(qiáng)化傳熱及其工程應(yīng)用[M].北京:機(jī)械出版社,2016,1~2

        [3]朱東生,莊禮賢.空調(diào)和冷凍設(shè)備換熱器的技術(shù)進(jìn)展[J].流體機(jī)械,2018,26(4):

        51~55

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