Analisi dei fattori di influenza sulle prestazioni di trasferimento di calore dello scambiatore di calore a flusso parallelo

1 Influenza della velocità del vento frontale sul coefficiente di scambio termico lato aria
Effetto della diversa velocità del vento frontale sul coefficiente di scambio termico lato aria. Quando l'altezza delle alette è 6 mm e gli altri parametri sono mantenuti costanti, i coefficienti di trasferimento di calore lato aria corrispondenti sono 142w/ (m2k) e 268w/ (m2k) quando la velocità del vento frontale è 1,5 m/s e 4,5 m/s, rispettivamente. Si può anche vedere dalle Figure da 2 a 3 che, nelle stesse condizioni, il coefficiente di scambio termico del lato aria aumenta con l'aumento della velocità del vento frontale, e il coefficiente di scambio termico del lato aria cresce più velocemente a bassa velocità zona. Tuttavia, esiste una velocità del vento critica per condensatori con strutture diverse. Quando la velocità del vento supera la velocità critica del vento, la resistenza lato aria aumenterà rapidamente e il trasferimento di calore tenderà a un valore costante. Nella progettazione di ottimizzazione del condensatore a flusso parallelo, la sua struttura dovrebbe essere scelta in modo ragionevole, in modo che la velocità del vento frontale sia inferiore alla velocità del vento critica.
Effetto dell'altezza dei denti sul coefficiente di scambio termico lato aria
Quando la velocità del vento frontale è 3 m/s e gli altri parametri strutturali rimangono invariati, il coefficiente di trasferimento del calore del lato aria è 257 w/ (m2k) quando l'altezza dei denti è 5 mm. Quando l'altezza dei denti aumenta a 8 mm, anche il coefficiente di trasferimento del calore sul lato aria diminuisce a 158w/ (m2k). Quando lo scambiatore di calore a flusso parallelo si trova sotto la stessa larghezza del tubo piatto, numero di tubi piatti, velocità del vento frontale, spessore dei denti e spaziatura dei denti, riducendo l'altezza dei denti è possibile ridurre il diametro idraulico del lato aria, aumentare la velocità del flusso d'aria attraverso il dente, in modo da migliorare il coefficiente di scambio termico del lato aria e migliorare il trasferimento di calore dello scambiatore di calore. Tuttavia, a causa dell’aumento del trasferimento di calore, la portata del refrigerante aumenta, mentre il numero di tubi piatti rimane invariato, per cui la caduta di pressione del refrigerante aumenta e la differenza di temperatura diminuisce.
3. Influenza della spaziatura dei denti sul coefficiente di scambio termico lato aria
Negli scambiatori di calore a flusso parallelo, la spaziatura delle lamelle dei denti influisce non solo sul diametro idraulico del lato aria, ma anche sull'efficienza del flusso d'aria. Mostra che quando la velocità del vento frontale è 1,5 m/s e altri parametri strutturali rimangono invariati, il coefficiente di trasferimento del calore del lato aria è 109w/ (m2k) quando la spaziatura dei denti è 1,2 mm. Quando la spaziatura tra i denti aumenta a 1,8 mm, il coefficiente di scambio termico sul lato aria diminuisce a 99w/ (m2k). Riducendo la distanza tra i denti è possibile ridurre il diametro idraulico del lato aria, aumentare l'area di trasferimento del calore per unità di lunghezza dello scambiatore di calore, migliorare il coefficiente di trasferimento del calore del lato aria e migliorare le prestazioni di trasferimento del calore dello scambiatore di calore.
Effetto dell'angolo dell'otturatore sul coefficiente di scambio termico lato aria
Se la maggior parte dell'aria fluisce attraverso gli otturatori delle piastre dentate, il trasferimento di calore tra la maggior parte dell'aria e le piastre dentate è considerato efficace; Se la maggior parte del flusso d'aria fluisce direttamente attraverso il passaggio senza gli otturatori dei denti, il trasferimento di calore tra la maggior parte del flusso d'aria e i denti è considerato inefficace. Pertanto anche il coefficiente di trasmissione del calore lato aria ha un ottimo rapporto con l'angolo delle veneziane.
Anche il coefficiente di trasferimento del calore sul lato aria aumenta da 127w/ (m2k) a 177w/ (m2k) quando l'angolo delle tende cambia da 18 gradi a 33 gradi quando la velocità del vento frontale è 3 m/s. Pertanto, in condizioni di processo adeguate, l'angolo delle alette può essere opportunamente aumentato al fine di migliorare il coefficiente di scambio termico sul lato aria.
Effetto di altri fattori sulle prestazioni dello scambiatore di calore a flusso parallelo
Le prestazioni dello scambiatore di calore a flusso parallelo sono influenzate dalla spaziatura delle alette, dalla forma del microcanale del tubo piatto e dal numero di fori del microcanale del tubo piatto. Quando la velocità del vento frontale è 3 m/s, il coefficiente di trasferimento del calore sul lato aria aumenta da 154 w/ (m2k) a 158 w/ (m2k) quando la spaziatura delle imposte aumenta da 0,8 mm a 1,3 mm, e la il cambiamento non è grande. Ciò indica che la modifica della spaziatura delle tende ha scarso effetto sul coefficiente di scambio termico lato aria.
Diverse forme di microcanali a tubo piatto influiscono sulle prestazioni di trasferimento del calore degli scambiatori di calore a flusso parallelo. Le prestazioni di trasferimento del calore del microcanale triangolare sono peggiori di quello rettangolare e la perdita di pressione è maggiore di quello rettangolare. Per la stessa larghezza del tubo piatto, le prestazioni di trasferimento di calore del microcanale triangolare poroso sono inferiori a quelle del microcanale rettangolare poroso. La pressione di uscita del refrigerante nel microcanale triangolare poroso è inferiore di 2,1 ~ 9,9 rispetto a quella del microcanale rettangolare poroso e il trasferimento di calore è ridotto di 17 ~ 25. Sebbene il microcanale triangolare poroso aumenti il ​​perimetro di bagnatura del refrigerante sotto lo stesso tubo piatto larghezza, l'effettiva area di trasferimento del calore non aumenta, quindi le prestazioni di trasferimento del calore del microcanale triangolare poroso sono inferiori a quelle del microcanale rettangolare poroso. Pertanto, i microcanali rettangolari porosi vengono utilizzati principalmente negli attuali scambiatori di calore a flusso parallelo. Allo stesso tempo, maggiore è il numero di fori a microcanali nel tubo piatto, migliore sarà la prestazione di trasferimento del calore dello scambiatore di calore.
Conclusione
① Il coefficiente di scambio termico del lato aria aumenta con l'aumento della velocità del vento frontale. Tuttavia, al fine di ridurre il rumore e controllare la velocità del vento frontale entro l'intervallo critico di velocità del vento, in base alle diverse strutture dello scambiatore di calore a flusso parallelo, la velocità del vento frontale deve essere controllata entro un intervallo ragionevole.
② In determinate condizioni, riducendo l'altezza e la spaziatura dei denti è possibile ridurre il diametro idraulico del lato aria, migliorare il coefficiente di trasferimento di calore del lato aria, in modo da migliorare le prestazioni di trasferimento di calore dello scambiatore di calore.
(3) Anche altri fattori come l'angolo e la spaziatura delle persiane hanno una certa influenza sul coefficiente di scambio termico del lato aria, ma l'influenza è piccola. Allo stesso tempo, la forma del microcanale del tubo piatto e il numero di fori nel microcanale del tubo piatto influenzano anche le prestazioni di flusso e trasferimento di calore del refrigerante nel microcanale