以下是:寧夏家用翅片管型號誠信批發(fā)的產(chǎn)品參數(shù)
產(chǎn)品參數(shù) 產(chǎn)品價格 電議/米 發(fā)貨期限 雙方議定 供貨總量 大量 運(yùn)費(fèi)說明 根據(jù)訂單 名稱 翅片管 規(guī)格 齊全 材質(zhì) 20# 304 q235b 產(chǎn)地 聊城 倉庫地址 浩澤庫 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)用場所 鍋爐 電站 范圍 家用翅片管型號誠信批發(fā)供應(yīng)范圍覆蓋寧夏 銀川等區(qū)域。 【浩澤】業(yè)務(wù)覆蓋多領(lǐng)域場景,主營銀川翅片管源頭廠家供應(yīng)等產(chǎn)品服務(wù)。家用翅片管型號誠信批發(fā),浩澤物資(寧夏分公司)為您提供家用翅片管型號誠信批發(fā)的資訊,聯(lián)系人:周經(jīng)理,發(fā)貨地:大東鋼管產(chǎn)業(yè)園。 寧夏回族自治區(qū) 元至元二十四年(1287年),設(shè)寧夏府路,寧夏由此得名。寧夏回族自治區(qū)是中華民族遠(yuǎn)古文明發(fā)祥地之一。早在3萬年前的舊石器時代就有人類在這里生息繁衍,黨項(xiàng)族首領(lǐng)李元昊在此建立了西夏王朝,并形成了西夏文化。寧夏的水洞溝遺址是三萬年前舊石器時代的遺址。寧夏還是中國長城博物館,從戰(zhàn)國長城到明長城的古長城遺址,在寧夏都有分布。寧夏還是紅色土地、紅軍長征會師地、陜甘寧革命舊址等,既有秀美的風(fēng)光,又有深厚的歷史文化底蘊(yùn),古今素有“塞上江南”之美譽(yù)。
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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。
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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)器表面會形成一層冷凝液膜。當(dāng)析濕較為嚴(yán)重時,窗片和橋片都會被這層液膜堵塞,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)用來分析性價比,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。
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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,由于沒有適用于小管徑翅片換熱器的性能預(yù)測關(guān)聯(lián)式,因此本研究采用CFD 方法來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)兩個自變量確定。因此,只需對窗片開縫角度θ 和開縫條數(shù)n 這兩個自變量進(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,對橋片開縫翅片結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),只需對開縫條數(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:換熱器性能測試
小管徑換熱器性能的測試系統(tǒng)如圖2 所示。實(shí)驗(yàn)中的測試工況根據(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。
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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)中采用基于知識的多目標(biāo)優(yōu)化方法,控制優(yōu)化過程,得到優(yōu)化結(jié)果。
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本文采用基于圖論的三維分布式模型,預(yù)測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,寬,高三個方向?qū)Q熱器分割成若干個控制體。控制體包含了制冷劑,空氣和翅片換熱器三個部分。制冷劑與空氣的控制能量方程與動量方程如式(7)~(11)所示。
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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。
本文對換熱系數(shù)和壓降預(yù)測關(guān)聯(lián)式的選取如表1所示。
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優(yōu)化采用基于知識的優(yōu)化方法(KBEM)用于優(yōu)化換熱器。它包括兩個部分:改進(jìn)遺傳算法(IGA)和基于知識的優(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優(yōu)化過程。采用基于知識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)將會采用前一章提出的設(shè)計(jì)方法來設(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,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,此時翅片效率高。
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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,翅片的性價比、傳熱效率和空氣壓降隨Pt的變化趨勢見圖5(a)~(c)。由結(jié)果可得:當(dāng)Pt為18 mm時,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。
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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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對于燃?xì)鉄崴鳎瑩Q熱器管子外側(cè)流動的是高溫?zé)煔猓瑑?nèi)側(cè)流動的是冷水。試驗(yàn)表明,煙氣側(cè)的熱阻明顯高于水側(cè)的熱阻,因此通常在管子表面設(shè)置翅片增加換熱面積,以提高換熱效率。目前,常用的翅片管束主要分為3類:單管外翅片管束,單根圓管外側(cè)加裝翅片所構(gòu)成的翅片管束;連續(xù)翅片管束,在整塊薄金屬板(翅片)上,按管子排列形式(順排、叉排)沖孔,然后用專用設(shè)備將沖孔后的金屬薄板逐片套在圓管上,再采用脹管或釬接方法連接;管帶式翅片管束,由波帶形翅片與扁管相間疊合而成,即在一條波形帶狀翅片的脊背上,沿垂直于氣流方向,貼置若干根扁管,翅片與扁管采用釬接方法連接。本文選取連續(xù)翅片管束,采用CFD軟件,在管子內(nèi)流體為定溫度條件下,對非翅片表面煙氣流道內(nèi)煙氣、翅片表面煙氣的溫度場、速度場進(jìn)行數(shù)值模擬分析。
1 模擬方法
1.1 控制方程與數(shù)學(xué)模型[1-2]
①控制方程
控制方程包括混合物質(zhì)量守恒方程、組分質(zhì)量守恒方程、動量守恒方程、能量守恒方程,由于換熱管外煙氣中水分未發(fā)生凝結(jié),煙氣組成不會發(fā)生變化,因此不需考慮組分質(zhì)量守恒方程。
1.2 物理模型
燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庀蛏蠜_刷翅片管束,通過對流傳熱將熱量傳遞給管子內(nèi)的冷水。對非翅片表面煙氣流道內(nèi)煙氣與翅片表面煙氣的溫度場、速度場進(jìn)行數(shù)值模擬分析。考慮到計(jì)算的時間與成本,數(shù)值模擬只針對單個連續(xù)翅片進(jìn)行研究,計(jì)算區(qū)域?qū)挕粮摺梁駷?26.4 mm×219.0 mm×2.7 mm,管子直徑為14.5 mm,翅片厚度為0.3 mm,忽略管子壁厚,管子上方的翅片有沖孔。采用Cero軟件(三維設(shè)計(jì)制圖軟件)建立物理模型(見圖1),并采用Gambit軟件對物理模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,網(wǎng)格生成后,用網(wǎng)格檢查器檢查網(wǎng)格的質(zhì)量,劃分網(wǎng)格后的物理模型見圖2,網(wǎng)格數(shù)量為719 625 個
1.3 邊界條件
①入口邊界條件
入口為速度邊界,在FLUENT軟件中定義速度邊界的方法有3種:種是將速度視為速率的值與一個單位方向矢量的乘積,然后通過定義速率的值和方向矢量分量來定義速度邊界;第二種是將速度視為3個坐標(biāo)方向上的分量的矢量和,然后通過分別給定3個分量大小來定義速度邊界;第三種是設(shè)定速度垂直于邊界面,然后給定速率的值就可以定義速度邊界。
由于煙氣流動方向與物理模型底面垂直,因此采用第三種定義速度邊界的方法。煙氣的進(jìn)口速度為4.215 m/s,溫度為1 250 K,湍流強(qiáng)度為3%,煙氣的組成見表1。
②出口邊界條件
出口邊界條件為壓力邊界條件,出口壓力(表壓)設(shè)置為0。物理模型出口湍流強(qiáng)度為3%。
③壁面熱邊界條件
物理模型外壁面選用對稱壁面邊界條件,無熱流,無氣流,管子內(nèi)壁面選用流固耦合熱邊界條件。
④管內(nèi)流體條件
管內(nèi)流體溫度設(shè)定為350 K。
2 數(shù)值模擬結(jié)果及分析
2.1 煙氣溫度分布
非翅片表面煙氣流道內(nèi)煙氣溫度分布見圖3,翅片表面煙氣溫度分布見圖4。由圖3可知,非翅片表面煙氣流道底部煙氣溫度為1 250 K,煙氣流過管子時溫度下降,出口煙氣溫度分布比較均勻,分布范圍為500~750 K。由圖4可知,翅片表面煙氣溫度分布基本對稱,管子周圍的煙氣溫度低(為505 K),翅片邊緣的煙氣溫度高(為590 K)。由圖3、4可知,在管子錯排布置條件下,煙氣與管子能夠?qū)崿F(xiàn)較好的換熱。煙氣流道出口處煙氣溫度的分布比較均勻,對后續(xù)的煙氣處理也非常有利。文獻(xiàn)[3]的研究表明,與順排布置相比,管子錯排布置可大幅改善煙氣與管子傳熱條件下的流動工況,增強(qiáng)了換熱效果。由此可知,模擬結(jié)果與文獻(xiàn)[3]的研究結(jié)果基本一致。2.2 煙氣速度分布非翅片表面煙氣流道內(nèi)煙氣速度分布見圖5。文獻(xiàn)[4-5]研究表明,對于平翅片管束,當(dāng)煙氣繞過管子流動時,管子表面附近易形成很薄的邊界層旋渦區(qū),流動到管子后部表面分離,伴隨旋渦從管子表面脫落,并在煙氣出口區(qū)域形成紊亂、充滿大小不等旋渦的尾流區(qū)。尾流區(qū)內(nèi)煙氣的循環(huán)流動使得管子周圍煙氣溫度下降速率減緩,此外隨著煙氣沿平翅片表面的平直通道向前流動,邊界層由于無附加擾動而逐漸增厚,使得局部換熱系數(shù)沿程降低。為改善上述問題,可通過在管子上方的翅片沖孔[1]47,破壞尾流區(qū)形成的邊界層,從而改善平翅片管束的換熱環(huán)境,還可降低翅片用料。由圖5可知,管子后部并未形成紊亂、充滿大小不等旋渦的尾流區(qū)。
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強(qiáng)化換熱器換熱的方法及熱力計(jì)算
通過對翅片管式換熱器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化設(shè)計(jì),然后對其換熱性能與改進(jìn)前換熱器進(jìn)行對比計(jì)算,結(jié)果是改進(jìn)后的換熱器的傳熱系數(shù)得到了提高。
一、調(diào)整換熱器的翅片間距,設(shè)計(jì)成為變翅片間距。
1、設(shè)計(jì)原理
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當(dāng)氣流通過蒸發(fā)器時,由于空氣中的水蒸氣不斷地在翅片管表面沉積,空氣由于除濕作用相對濕度降低,沿氣流方向翅片盤管表面結(jié)霜量是遞減的,如果采取變片距結(jié)構(gòu),可以在結(jié)霜條件下保持其較高的傳熱效率,并延長其沖霜時間。當(dāng)蒸發(fā)器采用變翅片間距結(jié)構(gòu)時,實(shí)際上已構(gòu)成了翅片的錯列分布,當(dāng)空氣橫掠錯列翅片時,翅片的交錯分布使得上游翅片對下游翅片有繞流作用,由于前面翅片的繞流,翅片的前半部分換熱加強(qiáng),后面的翅片的分布又使得流道變窄,流速提高,翅片后半部分的換熱也得到強(qiáng)化。
2、變翅片間距的結(jié)構(gòu)示意圖及對比計(jì)算
由于該改進(jìn)方案采用的是變翅片間距形式,在理論上可近似認(rèn)為是錯列翅片,因此在分析中可借用錯列翅片的理論。圖1 是所研究的流體縱掠錯列翅片的一個二維模型,翅片間距為H ,厚度為t 。
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由于該結(jié)構(gòu)形式實(shí)際為錯列翅片,當(dāng)流體縱掠翅片時,氣流在上游翅片先受到擾動,因此在前幾排管上的翅片換熱加強(qiáng),當(dāng)氣流流經(jīng)后幾排管子時,由于流通截面迅速變窄,流速提高,使流體在原有的基礎(chǔ)上又進(jìn)一步受到擠壓,擾動更加劇烈,因此通過后加上的一組翅片,使換熱也得到了強(qiáng)化。
通過變翅片間距的結(jié)構(gòu)改進(jìn),冷風(fēng)機(jī)在外形尺寸即高度、寬度和管總長度不變的前提下,在結(jié)霜工況下運(yùn)行時仍可保持較高的傳熱系數(shù),且采用變翅片間距結(jié)構(gòu)的冷風(fēng)機(jī)比等翅片間距結(jié)構(gòu)冷風(fēng)機(jī)的傳熱系數(shù)提高了9. 8 % ,且傳熱面積有所提高,通過提高傳熱系數(shù)和傳熱面積從而達(dá)到強(qiáng)化傳熱的目的(圖2) 。
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對于翅片管式換熱器,其傳熱系數(shù)的計(jì)算采用下列公式。式中: hi ,h0為管內(nèi)制冷劑和管外空氣側(cè)換熱系數(shù)(W/(m2·K) ) ; Fi, F0 為管內(nèi)、外面積( m2 ) ; β為管內(nèi)外面積比; ri , r0為管內(nèi)、外表面的污垢系數(shù)( (m2·K) / W) ;λ為管壁導(dǎo)熱率(W/ (m·K) ) ;η為肋化效率; di , d0為管子內(nèi)/ 外徑(m) 。對于制冷量Q0 =2. 67 kW 的制冷系統(tǒng),經(jīng)過結(jié)構(gòu)改進(jìn),其熱力性能計(jì)算結(jié)果如表1 所示。
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二、加強(qiáng)管內(nèi)流體流動,管內(nèi)壁加工變螺距內(nèi)螺紋。
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1、設(shè)計(jì)原理
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2、變間距內(nèi)螺紋翅片管結(jié)構(gòu)示意圖及對比計(jì)算對等間距內(nèi)螺紋翅片管換熱器管內(nèi)螺紋進(jìn)行改進(jìn),由于管內(nèi)有規(guī)則、連續(xù)的凸肋和凹槽發(fā)生改變,使之內(nèi)表面積比等間距增大8. 4 %,傳熱系數(shù)增大3. 82 %,管內(nèi)換熱系數(shù)也增加了4. 89 %。等間距與變間距內(nèi)螺紋管結(jié)構(gòu)示意圖如圖3、圖4 所 式中: f m為單位管長管子平均面積(m2 ) ; f i為單位管長管子內(nèi)面積(m2) ; f 2為單位管長管子總外表面積(m2) ;αi為管內(nèi)對流換熱系數(shù)(W/ (m2· K) ) ;αw 為管外對流換熱系數(shù)(W/ (m2· K) ) 。
對于汽車空調(diào)系統(tǒng),當(dāng)負(fù)荷Q0 = 4 kW ,其熱力性能計(jì)算結(jié)果如表2 所示。
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