肋片效率肋片效率的影響因素.docx

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1、肋片效率的影響因素研究081994吳昊換熱器的發(fā)展已經(jīng)有近百年的歷史，其在國民經(jīng)濟的諸多領(lǐng)域(如食品、制藥、石油化工、空調(diào)、動力、冶金、輕工等)得到廣泛的應用。進入80年代以來，由于制造技術(shù)、材料科學技術(shù)的不斷進步和傳熱理論的不斷完善，有關(guān)換熱器的節(jié)能設計和應用越來越引起關(guān)注。換熱設備按照其功能可命名，如冷凝器、蒸發(fā)器、再熱器、過熱器等，按換熱部件的特點可分為：管殼式換熱器、翅片管式換熱器板式換熱器(包括板片式換熱器和板翅式換熱器)。對于各型換熱器的強化換熱技術(shù)的研究，主要集中在對換熱器內(nèi)流體流態(tài)變化以及對各部件的參數(shù)優(yōu)化研究兩方面，而對換熱器部件參數(shù)的主

2、要研究對象就是換熱管(板)排列方式(順排或叉排)、換熱管(板)排數(shù)、換熱管(板)間距大小、肋片布置問距、肋片形狀等。1矩形直肋對于矩形直肋，茅靳豐[2]的矩形直肋熱質(zhì)傳遞時傳熱特性的數(shù)值分析一文中，，引用Hyland的溫濕度關(guān)系函數(shù)建立肋片表面?zhèn)鳠岱匠?，以傳熱方程為基礎(chǔ)建立傳熱差分方程，并采用超松弛迭代法對肋片表面溫度分布進行求解，同時計算獲得肋片傳熱效率。絕熱邊界下肋片參數(shù)與肋片效率的變化關(guān)系如圖7所示。肋片參數(shù)越大，肋片效率越?。画h(huán)境濕度越大，肋片效率變化范圍越大；相同肋片參數(shù)下，濕度對半濕工況下肋片效率影響最明顯，而全濕工況下卻不明顯，環(huán)境濕度為80

3、％和100％下的肋片效率相差很小。環(huán)境濕度為40％、60％、80％時，半濕工況分別開始出現(xiàn)在肋片參數(shù)為0.8、1.35、1.85處。通過對矩形肋片3種工況下的溫度分布和效率的數(shù)值研究，得出以下結(jié)論：(1)絕熱邊界下肋片表面溫度整體高于自然對流邊界，2種邊界下的肋片表面溫度分布具有相似的變化規(guī)律：隨環(huán)境濕度增大，肋片溫度升高，肋片底部和端部溫差也變大。(2)肋片參數(shù)越大，半濕工況下的無量綱化臨界點越向肋底部靠近；同一肋片參數(shù)下，濕度的增大使得空氣露點減小，臨界點更靠近肋片端部。(3)肋片參數(shù)越大，肋片效率越小；濕度越大，不同肋片參數(shù)下肋片效率的變化越大。(4

4、)同一肋片參數(shù)下，濕度對半濕換熱工況的肋片效率影響很明顯；而對于全濕換熱，濕度對肋片效率的影響隨其增大而減弱。2等截面環(huán)肋對于等截面環(huán)肋，馬飛[3]的燃氣熱水器換熱效率的影響因素一文中，對換熱器進行簡化，，將換熱器中嵌布的水管視作末端絕熱的肋片管，水管由若干(5或6)根肋片管依次串聯(lián)而成，肋片視作直管上的等截面環(huán)肋。高溫煙氣橫掠肋片管，將熱量傳遞給水管中流動的冷水。單管簡化模型見圖2。在相同的燃氣耗量和水流量下，水側(cè)溫升較大，則認為換熱效率較高，故可用出口水溫來衡量肋片管的換熱效率。從其第4部分，單管結(jié)構(gòu)參數(shù)對換熱效率的影響中，可知燃氣熱水器的結(jié)構(gòu)參數(shù)如肋

5、片數(shù)量、肋片厚度、煙氣的擾流措施等也會影響其換熱效率，且決定了其材料和工藝等成本。①肋片數(shù)量的影響增加肋片數(shù)量對肋側(cè)總表面積有顯著影響。既增大了換熱面積，又影響著煙氣通道的面積，改變煙氣的流動速度，導致?lián)Q熱量發(fā)生變化。保持其他參數(shù)不變，只改變肋片數(shù)量，從55片增加至65片，計算肋側(cè)總表面積A。和肋化系數(shù)β。按單管計算模型中的步驟計算換熱量．結(jié)果見圖6?？芍吭黾?片肋片，煙氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)將提高1.5%～1.8%，換熱量增加1%左右。①肋片厚度的影響肋片厚度會影響肋片效率，也影響煙氣通道的面積，改變煙氣流速，進而改變換熱量。當肋片厚度增加時，肋片效率增大，

6、從而使煙氣側(cè)表面換熱系數(shù)增大，換熱器的換熱效果增強。當肋片厚度從0.2mm變化至0.3mm時，換熱量的改變見圖7。肋片厚度增加0.1mm，換熱量增加3%。3扁管直翅換熱器翅片肋效率在劉彥軍[4]的扁管直翅換熱器翅片肋效率的計算中，用數(shù)值計算方法對翅片管管片式換熱器的肋效率進行了計算和分析，分析扁管管間距、肋片厚度、導熱系數(shù)等因素對肋效率的影響，重點分析翅片管管片在局部換熱系數(shù)和平均換熱系數(shù)下，肋效率的對比分析。由圖2可以看出，翅片厚度為0．5mm時，隨著導熱系數(shù)的增加，肋效率逐漸增加，但是導熱系數(shù)增加到一定值以后，肋效率的增加變慢．相同導熱系數(shù)下，平均換熱

7、系數(shù)計算獲得的肋效率要比局部換熱系數(shù)下計算獲得的肋效率要大。相同肋效率下，局部換熱系數(shù)所用的導熱系數(shù)比平均換熱系數(shù)所用的導熱系數(shù)要大的多。當翅片厚度逐漸增加，從圖2和圖3上，可以看到翅片厚度分別為0．1mm、0．2mm時的肋效率的變部換熱系數(shù)計算得到的肋效率值也非常的接近，尤其是在導熱系數(shù)為350W／(m·K)，厚度為0．2的時候，兩者之間的差距變的要比相同導熱系數(shù)下，厚度為0．05，0．1時兩者之間的差距要小的多。厚度一定時，隨著導熱系數(shù)的增加，肋效率變化緩慢是以上結(jié)果的共同特征。圖4(a)是不同厚度下，導熱系數(shù)用局部換熱系數(shù)法計算對翅片肋效率的影響。肋

8、效率均隨導熱系數(shù)的增大而增大，是因為導熱系數(shù)的增加對換熱能力有大幅