結(jié)霜工況下翅片管換熱器傳熱傳質(zhì)的數(shù)值模擬.pdf

1、翅片管換熱器質(zhì)輕、結(jié)構(gòu)緊湊、價格便宜，在各種工業(yè)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，對其傳熱傳質(zhì)的綜合了解是很重要的，因為它將有助于我們優(yōu)化制冷空調(diào)領(lǐng)域翅片管換熱器的設(shè)計。水蒸汽在翅片管換熱器壁面上結(jié)霜現(xiàn)象是制冷各種領(lǐng)域普遍存在的現(xiàn)象。當換熱器外表面溫度降至冰點以下，濕空氣流過換熱器的外表面，就會在在換熱器的外表面結(jié)霜。水蒸氣結(jié)霜并且凝結(jié)在換熱器的外表面，霜不僅起到了外部濕空氣和換熱器表面的熱阻的效果，還使空氣流道變窄，導(dǎo)致壓降增加，嚴重惡化了換熱器的運行

2、。霜的厚度隨之時間的增長越來越厚。為合理確定融霜周期,必須對其結(jié)霜特性作深入的了解本文截取翅片管換熱器的一個微小單元進行研究，通過研究微笑單元的各種參數(shù)的分布狀況，來得到整個翅片管換熱器的運行工況。本文對翅片管換熱器結(jié)霜的傳熱傳質(zhì)過程的連續(xù)方程、動量方程、能量方程以及模型網(wǎng)格更新所依據(jù)的方程進行了物理描述和數(shù)學(xué)描述，翅片管結(jié)霜是一個瞬變問題,為了計算方便,將其簡化為準穩(wěn)態(tài)過程,即在時間步長內(nèi),認為該過程是穩(wěn)定的,然后把所得的霜層厚度以及

3、霜層的表面溫度作為下一時間步長內(nèi)傳熱傳質(zhì)的邊界條件。根據(jù)計算流體力學(xué)原理，運用“表面反應(yīng)”來模擬水蒸氣在冷壁面凝結(jié)傳熱、傳質(zhì)過程，創(chuàng)造性的運用了動態(tài)網(wǎng)格的這一先進技術(shù)來模擬霜層增長和對空氣壓降的影響，建立了結(jié)霜工況平翅片管換熱器空氣側(cè)三維傳熱、傳質(zhì)的簡化模型，模型計算結(jié)果包括霜層溫度、進出口壓降以及出口含濕量等重要參數(shù)。 本文還實驗研究了2排平翅片管換熱器結(jié)霜工況下，換熱器表面結(jié)霜對翅片管換熱器傳熱傳質(zhì)和壓降的影響，隨著霜層的增

4、長，壓降逐步增大，出口溫度和含濕量變化平緩。在實驗研究的基礎(chǔ)上，得到了濕空氣的壓力分布和含濕量分布。將模擬所得結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)進行了對比，結(jié)果表明，模擬結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)變化趨勢相同，模擬結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)吻合較好。 本文所建立的翅片管換熱器結(jié)霜模型得到了一個很好的模擬結(jié)果，此模型為國內(nèi)翅片管換熱器結(jié)霜模擬和其他設(shè)備、部件的結(jié)霜模擬介紹了一個全新的方法，為同類的結(jié)霜模型搭建了一個良好的平臺。模型加深了我們對翅片管換熱器干工況、結(jié)露工況和結(jié)