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這幾年，小管徑在空調(diào)器中應(yīng)用較多，它不僅降低了成本，而且降低了易燃工質(zhì)如R290的爆炸風(fēng)險，但與此同時，小管徑的應(yīng)用也減少了換熱面積，使得空氣壓降增加。
因此，為了保證采用小管徑換熱器的空調(diào)器具有良好的性能，我們今天來分享下關(guān)于小管徑翅片管換熱器的優(yōu)化設(shè)計方法。
步驟4：換熱器性能測試
圖7（a）和（b）分別為優(yōu)5 mm 管翅片換熱器的換熱量和空氣壓降測試結(jié)果。本文僅展示優(yōu)5 mm 管翅片換熱器的測試結(jié)果。為了開發(fā)關(guān)聯(lián)式，研究中還加工并測試了其他結(jié)構(gòu)的5 mm 管翅片換熱器。
基于大量的5 mm 管翅片蒸發(fā)器的實驗結(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)測關(guān)聯(lián)式；并在制冷劑流路設(shè)計中，采用了所開發(fā)的5 mm 管翅片蒸發(fā)器性能的預(yù)測關(guān)聯(lián)式。
2、制冷劑流路設(shè)計結(jié)果
根據(jù)翅片結(jié)構(gòu)的設(shè)計結(jié)果，原始空調(diào)器和優(yōu)化空調(diào)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)見表3。通過基于仿真設(shè)計的方法，得出小管徑室內(nèi)機換熱器及室外機換熱器的換熱量。從圖8（a）可知：采用5 mm 管換熱器的室內(nèi)機換熱器與室外機換熱器的換熱量與圖8（b）所示的原始空調(diào)器的換熱量幾乎相等。由圖8（b）可知：采用小管徑換熱器的室內(nèi)機的制冷劑充注量比原始室內(nèi)機減少30%， 總充注量可以減少27%。
在換熱器中，很多時候傳熱兩側(cè)流體的換熱系數(shù)大小不平衡，通常我們會在換熱系數(shù)小的一側(cè)加裝翅片。這是為什么呢？翅片管又是什么？結(jié)構(gòu)什么樣？應(yīng)用原則是什么？聽老工程師為大家講一講。（末尾有實例講解哦！）
什么是翅片管？翅片管，又叫鰭片管或肋片管。顧名思義，翅片管就是在原有的管子表面上（不論外表面還是內(nèi)表面）加工上了很多翅片，使原有的表面得到擴展，而形成一種獨特的傳熱元件。為什么要采用翅片管？
在原有表面上加工上翅片能起到什么作用呢？
什么情況時，選用翅片管呢？
翅片管式換熱器總傳熱計算
采用平壁導(dǎo)熱計算公式，總傳熱計算方程：
( l ）翅片材料的導(dǎo)熱系數(shù)為常數(shù)；
( 2 ）翅片厚度遠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，當流體流過翅片管束時，須克服一定的流動阻力，因而會產(chǎn)生壓力降△P ，壓力降越大，說明消耗的動力越大。所以壓力降的計算也是一個應(yīng)該關(guān)注的問題。
1 ．流體繞流翅片管束時的管外換熱系數(shù)
換熱系數(shù)是指當流體流過固體壁面時，單位時間，單位面積，單位溫差時的換熱量。應(yīng)注意，這兒說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，由于順排和叉排時流體的流動狀態(tài)不同，因而其換熱系數(shù)的計算式是不同的。
順排流動叉排流動所有翅片管束管外換熱系數(shù)的計算式都是由實驗得出來的，實驗中要考慮很多因素的影響，因而所得出的結(jié)果又叫實驗關(guān)聯(lián)式。不同研究者進行的實驗可能會得出形式上不同的實驗關(guān)聯(lián)式，但在同一條件下的計算結(jié)果應(yīng)該是相近的。我們的任務(wù)就是選擇信得過的關(guān)聯(lián)式進行計算。
這里 Briggs和 Young 的實驗關(guān)聯(lián)式。他們曾對十多種環(huán)形翅片管束進行了實驗研究，所有的實驗管束都是叉排排列，管心距呈等邊三角形布置。其標準誤差在5％左右。下面只介紹對于高翅片管束的實驗結(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)和普朗特數(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)式進行計算，后面將通過一個例題加以說明。
2．流體繞流翅片管束的流動阻力
Robinson 和 Briggs 對十多種叉排環(huán)形翅片管束進行了等溫條件下的流動阻力測試。實驗范圍是：
上式中， K 是縱向管排數(shù)， f 是摩擦系數(shù)，是一個無因次數(shù)。對于按等邊三角形排列的管束，由下面的實驗關(guān)聯(lián)式計算：
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距和降低流體的流
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