1 前言
平行流式冷凝器是由管带式冷凝器发展演变成的一种高效风冷式换热器[1-2],也由扁管和波浪形翅片钎焊而成。风冷式换热器的热阻主要在空气侧,平行流式换热器正是通过增大单位容积内空气侧换热效果来强化传热,使得单位迎风面积换热量和总换热量得以提高,故平行流式冷凝器比其它风冷式的冷凝器具有更好的换热能力。本文应用Fluent软件进行数值模拟计算,对一种给定参数(风速、翅片高度、翅片间距、翅片厚度和翅片接触面宽度)的平行流式冷凝器进行强化传热分析和研究,为平行流式冷凝器优化设计提供一定的参考。
强化平行流式冷凝器传热理论
风冷式冷凝器的总传热系数K由制冷剂侧放热系数α扁管管壁导热系数和空气侧放热系数三部分组成:
由于扁管管壁导热系数对总传热系数影响甚微,且从上述公式中可以看出,提高制冷剂侧传热系数和空气侧传热系数均可以提高总传热系数[3]。而空气侧传热系数仅是制冷剂侧传热系数的几十分之一,所以应尽可能强化空气侧传热[4-7],对空气侧影响传热的风速、翅片高度、翅片间距、翅片厚度、翅片接触面宽度等因素作模拟计算研究,并进行优化,以提高总传热系数。
空气侧影响传热的因素对换热的影响趋势及优化
要提高空气侧的传热性能,必须对翅片的结构参数如翅片高度、翅片厚度、翅片接触面宽度及风速等进行综合考虑,尽量使换热量较大,压降较小。若无特殊说明,本文中的翅片都是波浪形翅片,为了比较不同参数下的换热性能,在数值模拟时环境工况设定相同(即空气入口温度308K)。