以下是:翅片管規(guī)格可放心選購(gòu)的產(chǎn)品參數(shù)
產(chǎn)品參數(shù) 產(chǎn)品價(jià)格 電議 發(fā)貨期限 雙方議定 供貨總量 大量 運(yùn)費(fèi)說(shuō)明 7天 名稱 翅片管 規(guī)格 齊全 材質(zhì) 20# 304 q235b 產(chǎn)地 聊城 倉(cāng)庫(kù)地址 浩澤庫(kù) 計(jì)重方式 米計(jì) 可定制 是 品牌 浩澤 用途 換熱系統(tǒng) 應(yīng)用場(chǎng)所 鍋爐 電站 翅片管規(guī)格可放心選購(gòu),浩澤物資有限公司(保定分公司)為您提供翅片管規(guī)格可放心選購(gòu)產(chǎn)品案例,聯(lián)系人:周經(jīng)理,電話:0635-8876891、13563000517,QQ:951556567,發(fā)貨地:大東鋼管產(chǎn)業(yè)園。 河北省,保定市 2022年，保定GDP為3880.3億元。（不含雄安新區(qū)及定州市）
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翅片管式換熱器總傳熱計(jì)算
采用平壁導(dǎo)熱計(jì)算公式，總傳熱計(jì)算方程：
二：翅片效率簡(jiǎn)化計(jì)算前提
( l ）翅片材料的導(dǎo)熱系數(shù)為常數(shù)；
( 2 ）翅片厚度遠(yuǎn)小于翅片高度與翅片寬度；
( 3 ）翅基溫度、翅周圍介質(zhì)溫度、翅表面與周圍介質(zhì)的對(duì)流傳熱系數(shù)均為常數(shù)；
( 4 ）翅端絕熱。
由于空氣側(cè)或煙氣側(cè)的換熱系數(shù)很低，因此我們一般采用翅片管。此外，當(dāng)流體流過(guò)翅片管束時(shí)，須克服一定的流動(dòng)阻力，因而會(huì)產(chǎn)生壓力降△P ，壓力降越大，說(shuō)明消耗的動(dòng)力越大。所以壓力降的計(jì)算也是一個(gè)應(yīng)該關(guān)注的問(wèn)題。
1 ．流體繞流翅片管束時(shí)的管外換熱系數(shù)
換熱系數(shù)是指當(dāng)流體流過(guò)固體壁面時(shí)，單位時(shí)間，單位面積，單位溫差時(shí)的換熱量。應(yīng)注意，這兒說(shuō)的單位溫差是指固體壁面和流體之間的溫差。換熱系數(shù)我們用 h 來(lái)表示，其單位是： W /（㎡.℃）。翅片管的排列有順排和叉排之分，由于順排和叉排時(shí)流體的流動(dòng)狀態(tài)不同，因而其換熱系數(shù)的計(jì)算式是不同的。
順排流動(dòng)叉排流動(dòng)所有翅片管束管外換熱系數(shù)的計(jì)算式都是由實(shí)驗(yàn)得出來(lái)的，實(shí)驗(yàn)中要考慮很多因素的影響，因而所得出的結(jié)果又叫實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。不同研究者進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)可能會(huì)得出形式上不同的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式，但在同一條件下的計(jì)算結(jié)果應(yīng)該是相近的。我們的任務(wù)就是選擇信得過(guò)的關(guān)聯(lián)式進(jìn)行計(jì)算。
這里 Briggs和 Young 的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。他們?cè)鴮?duì)十多種環(huán)形翅片管束進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，所有的實(shí)驗(yàn)管束都是叉排排列，管心距呈等邊三角形布置。其標(biāo)準(zhǔn)誤差在5％左右。下面只介紹對(duì)于高翅片管束的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
式中，
df , db ：翅片外徑和基管直徑；
Y , H ：翅片間隙和高度；
入，μ和 Pr 分別為流體的導(dǎo)熱系數(shù)，粘度系數(shù)和普朗特?cái)?shù)。
根據(jù)流體溫度查流體物性表得到；式中的 Gmax 是流體在窄截面處的質(zhì)量流速，單位是 Kg /（㎡.s) . 所謂窄截面是指相鄰兩翅片管之間夾縫中的截面。由上式可知，影響換熱系數(shù) h 大的因素是流速，與 Gmax 的0.718次方成正比。如何應(yīng)用這一關(guān)聯(lián)式進(jìn)行計(jì)算，后面將通過(guò)一個(gè)例題加以說(shuō)明。
2．流體繞流翅片管束的流動(dòng)阻力
Robinson 和 Briggs 對(duì)十多種叉排環(huán)形翅片管束進(jìn)行了等溫條件下的流動(dòng)阻力測(cè)試。實(shí)驗(yàn)范圍是：
上式中， K 是縱向管排數(shù)， f 是摩擦系數(shù)，是一個(gè)無(wú)因次數(shù)。對(duì)于按等邊三角形排列的管束，由下面的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式計(jì)算：
由上兩式可見，影響翅片管束壓力降△P的主要因素是：
是流速，與Gmax的2-0 .316 =1 . 684次方成正比；
第二是管間距，幾乎與 Pt 的一次方成反比。
所以，為了降低阻力，可以選用較大的管問(wèn)距和降低流體的流
浩澤物資有限公司
優(yōu)化設(shè)計(jì)方法包括兩部分：翅片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制冷劑流路設(shè)計(jì)。由于翅片尺寸決定了管間距，進(jìn)而影響制冷劑流路分配，因此應(yīng)首先設(shè)計(jì)翅片結(jié)構(gòu)，其次設(shè)計(jì)制冷劑流路。圖1 為優(yōu)化設(shè)計(jì)流程圖。1、翅片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在翅片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，將采用CFD 方法對(duì)翅片結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化設(shè)計(jì)主要分為如下5 個(gè)步驟：
步驟1：確定優(yōu)翅片高寬比Pt/Pl
在本文中，翅片優(yōu)高寬比是指在相同翅片面積下，翅片效率高的翅片高寬比。翅片效率可定義為：翅片管換熱器實(shí)際的換熱量(Qactual,fin)與大可能達(dá)到的換熱量(Qideal,fin)之比，如式（1）所示。
Qactual,fin和Qideal,fin 由CFD 計(jì)算得到。CFD 幾何模型采用兩排管翅片換熱器；邊界條件為空調(diào)蒸發(fā)器工況。在實(shí)際翅片模型中，翅片與管壁耦合；在理想翅片模型中，設(shè)置翅片溫度與管壁溫度相同。空氣上表面和下表面定義為周期性表面。根據(jù)CFD 計(jì)算結(jié)果，可以得到具有高翅片效率的翅片優(yōu)高寬比Pt/Pl。
步驟2：優(yōu)化Pt 和Pl
在制冷工況下，蒸發(fā)器表面會(huì)形成一層冷凝液膜。當(dāng)析濕較為嚴(yán)重時(shí)，窗片和橋片都會(huì)被這層液膜堵塞，導(dǎo)致其幾何結(jié)構(gòu)類似于平片。因此，在設(shè)計(jì)中采用了平片的關(guān)聯(lián)式來(lái)確定翅片尺寸。
設(shè)計(jì)中，設(shè)定的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)以及約束條件函數(shù)見式（2）~（4）。優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)用來(lái)分析性價(jià)比，見式（2）。式（3）~（4）為約束條件，即：小管徑換熱器的換熱性能（UA）應(yīng)等于或大于規(guī)定值；空氣側(cè)壓降應(yīng)等于或者小于規(guī)定值。
步驟3：優(yōu)化翅片開縫結(jié)構(gòu)
在翅片開縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，由于沒(méi)有適用于小管徑翅片換熱器的性能預(yù)測(cè)關(guān)聯(lián)式，因此本研究采用CFD 方法來(lái)模擬換熱器的換熱量和空氣壓降，從而確定優(yōu)開縫結(jié)構(gòu)。
在窗片的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)中，開縫角度和開縫數(shù)是自變量，縫高與縫寬可根據(jù)兩個(gè)自變量確定。因此，只需對(duì)窗片開縫角度θ 和開縫條數(shù)n 這兩個(gè)自變量進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在橋片的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)中，縫高為翅片間距的一半，縫寬由開縫數(shù)確定。因此，對(duì)橋片開縫翅片結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，只需對(duì)開縫條數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。基于CFD 計(jì)算結(jié)果，可確定具有較高換熱量和較低空氣壓降的翅片開縫結(jié)構(gòu)。
步驟4：換熱器性能測(cè)試
小管徑換熱器性能的測(cè)試系統(tǒng)如圖2 所示。實(shí)驗(yàn)中的測(cè)試工況根據(jù)房間空調(diào)器標(biāo)準(zhǔn)確定。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，采用多重線性回歸方法開發(fā)了小管徑換熱器性能的預(yù)測(cè)關(guān)聯(lián)式，并將其應(yīng)用于制冷劑流路設(shè)計(jì)的仿真程序中。
2、制冷劑流路設(shè)計(jì)
在制冷劑流路設(shè)計(jì)中，采用基于仿真的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。圖3 為基于仿真的制冷劑流路設(shè)計(jì)方法流程圖。設(shè)計(jì)中首先根據(jù)換熱器尺寸確定換熱器的預(yù)選結(jié)構(gòu)，并根據(jù)換熱器性能及成本調(diào)整管路結(jié)構(gòu)，然后計(jì)算調(diào)整后換熱器的性能，以確定下一步結(jié)構(gòu)的調(diào)整方向，終確定換熱器管路結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)中采用基于知識(shí)的多目標(biāo)優(yōu)化方法，控制優(yōu)化過(guò)程，得到優(yōu)化結(jié)果。
本文采用基于圖論的三維分布式模型，預(yù)測(cè)具有不同流路換熱器的性能。Liu 建立的模型與實(shí)驗(yàn)值的大偏差為±10%。在Liu 的模型中，沿長(zhǎng)，寬，高三個(gè)方向?qū)Q熱器分割成若干個(gè)控制體。控制體包含了制冷劑，空氣和翅片換熱器三個(gè)部分。制冷劑與空氣的控制能量方程與動(dòng)量方程如式（7）~（11）所示。
式中，Ai 是制冷劑側(cè)換熱面積；Ao 是空氣側(cè)換熱面積；Ga,max 是小流通面積處的空氣流率； fa 是空氣摩擦系數(shù)；σ 是流通積的收縮比；Qfront, Qback, Qtop和Qbottom 分別是從前排，后排，上列和下列翅片的傳熱量。
本文對(duì)換熱系數(shù)和壓降預(yù)測(cè)關(guān)聯(lián)式的選取如表1所示。
優(yōu)化采用基于知識(shí)的優(yōu)化方法（KBEM）用于優(yōu)化換熱器。它包括兩個(gè)部分：改進(jìn)遺傳算法（IGA）和基于知識(shí)的優(yōu)化模塊（KOM）。KBEM 中的IGA 是傳統(tǒng)遺傳算法的改進(jìn)版，IGA 可以得到初解并控制整個(gè)優(yōu)化過(guò)程。采用基于知識(shí)的搜尋方法可以減少研究范圍，進(jìn)而并可以提高優(yōu)化效率。
三：設(shè)計(jì)案例
本章節(jié)將會(huì)采用前一章提出的設(shè)計(jì)方法來(lái)設(shè)計(jì)采用5 mm 管翅片管換熱器的空調(diào)器。空調(diào)器的實(shí)驗(yàn)結(jié)果將與設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。
在此案例中，室內(nèi)機(jī)換熱器采用了5 mm 管翅片換熱器。室外機(jī)換熱器采用具有更大翅片間距的7 mm 管翅片換熱器，以防止熱泵工況時(shí)結(jié)霜導(dǎo)致的換熱性能惡化。
1、翅片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果
步驟1：確定優(yōu)翅片高寬比Pt/Pl
設(shè)計(jì)Pt/Pl 時(shí)，CFD 計(jì)算的邊界條件設(shè)置如下：進(jìn)口空氣溫度為300K，管壁溫度為280K。其他邊界條件同前一章。由圖4 所示的CFD 結(jié)果，可知優(yōu)Pt/Pl 比值為1.23，此時(shí)翅片效率高。
步驟2：優(yōu)化Pt和Pl
在翅片尺寸設(shè)計(jì)中，5 mm管翅片的UA應(yīng)大于7 mm管翅片，5 mm管翅片換熱器的ΔP應(yīng)小于7 mm管翅片換熱器。根據(jù)上述設(shè)計(jì)原則，翅片的性價(jià)比、傳熱效率和空氣壓降隨Pt的變化趨勢(shì)見圖5（a）~（c）。由結(jié)果可得：當(dāng)Pt為18 mm時(shí)，w值較大，且滿足UA和ΔP的約束條件。根據(jù)優(yōu)Pt/Pl值，可得到優(yōu)翅片尺寸為18×14.7 mm。
步驟3：優(yōu)化翅片開縫結(jié)構(gòu)
根據(jù)所確定的優(yōu)翅片尺寸，利用CFD方法計(jì)算開3條縫的窗片和開4條縫的窗片的性能。圖6為具有不同開縫數(shù)的翅片表面空氣溫度分布圖。換熱量及空氣壓降的計(jì)算結(jié)果見表2。由計(jì)算結(jié)果可知：由于開縫數(shù)的增加導(dǎo)致縫高的降低，4條縫窗片具有更高的換熱量，和更低的空氣壓降。
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