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暖氣翅片管相關資訊

  • 公司: 浩澤物資(通遼市分公司)
  • 價格:電聯
  • 聯系人:周經理
  • 更新時間:2025-07-07 13:49:26 ip歸屬地:通遼,天氣:晴,溫度:20-33 瀏覽次數:3
  • 所在地:通遼
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以下是:內蒙古通遼市暖氣翅片管相關資訊的產品參數
名稱翅片管
規格齊全
材質20# 304 q235b
產地聊城
倉庫地址浩澤庫
計重方式米計
可定制
品牌浩澤
用途換熱系統
應用場所鍋爐 電站
范圍暖氣翅片管相關資訊供應范圍覆蓋內蒙古 通遼市 呼和浩特市、包頭市、烏海市、赤峰市、鄂爾多斯市、呼倫貝爾市、烏蘭察布市、興安市、錫林郭勒市、阿拉善市 等區域。
【浩澤】業務覆蓋多元場景,提供以下產品和服務:呼和浩特翅片管源廠直接供貨包頭翅片管生產安裝烏海翅片管源頭廠家經驗豐富赤峰翅片管質量三包烏蘭察布翅片管工廠認證等。暖氣翅片管相關資訊,浩澤物資(通遼市分公司)lchz32953-76為您提供暖氣翅片管相關資訊,供應服務范圍覆蓋內蒙古呼和浩特市包頭市烏海市赤峰市通遼市鄂爾多斯市呼倫貝爾市烏蘭察布市興安市錫林郭勒市阿拉善市 呼和浩特市包頭市烏海市赤峰市通遼市鄂爾多斯市呼倫貝爾市烏蘭察布市興安市錫林郭勒市阿拉善市,聯系人:周經理,電話:【0635-8876891】、【13563000517】。 內蒙古自治區,通遼市 通遼市,原稱哲里木盟,內蒙古自治區轄地級市,地處內蒙古自治區東部,東靠吉林省四平市,西接赤峰市、錫林郭勒盟,南依遼寧省沈陽市、阜新市和鐵嶺市,北與興安盟以及吉林省白城市、松原市為鄰,地處中緯度,屬中溫帶、干旱和半干旱、大陸性季風氣候,總面積59535平方千米。截至2022年10月,全市轄1個區、1個縣和5個旗,代管1個縣級市。截至2022年底,全市常住人口283.46萬。

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內蒙古通遼浩澤物資有限公司創建以來,就確定了自己的經營方陣,以成熟可靠的技術,誠實嚴謹的態度,豐富精湛的工程經驗,向客戶提供優質、性價比高的 翅片管產品與服務,幫客戶增長效益、價值。本著“以人為本,以質取勝”的服務理念,積j i借鑒并急用當今國內外成果,不斷吸收有能力工程技術人員,憑借“待人實在、工作實干、講求實績”的工作作風,公司 翅片管產品及服務得到社會廣泛好評,公司品牌形象也不也不斷。



優化設計方法包括兩部分:翅片結構設計和制冷劑流路設計。由于翅片尺寸決定了管間距,進而影響制冷劑流路分配,因此應首先設計翅片結構,其次設計制冷劑流路。圖1 為優化設計流程圖。1、翅片結構設計  在翅片結構設計中,將采用CFD 方法對翅片結構進行優化設計。優化設計主要分為如下5 個步驟:


步驟1:確定優翅片高寬比Pt/Pl


        在本文中,翅片優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:翅片管換熱器實際的換熱量(Qactual,fin)與大可能達到的換熱量(Qideal,fin)之比,如式(1)所示。

 

        Qactual,fin和Qideal,fin 由CFD 計算得到。CFD 幾何模型采用兩排管翅片換熱器;邊界條件為空調蒸發器工況。在實際翅片模型中,翅片與管壁耦合;在理想翅片模型中,設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CFD 計算結果,可以得到具有高翅片效率的翅片優高寬比Pt/Pl。


步驟2:優化Pt 和Pl


       在制冷工況下,蒸發器表面會形成一層冷凝液膜。當析濕較為嚴重時,窗片和橋片都會被這層液膜堵塞,導致其幾何結構類似于平片。因此,在設計中采用了平片的關聯式來確定翅片尺寸。 


       設計中,設定的優化目標函數以及約束條件函數見式(2)~(4)。優化目標函數用來分析性價比,見式(2)。式(3)~(4)為約束條件,即:小管徑換熱器的換熱性能(UA)應等于或大于規定值;空氣側壓降應等于或者小于規定值。


 

步驟3:優化翅片開縫結構


        在翅片開縫結構的設計中,由于沒有適用于小管徑翅片換熱器的性能預測關聯式,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,從而確定優開縫結構。


       在窗片的幾何結構參數中,開縫角度和開縫數是自變量,縫高與縫寬可根據兩個自變量確定。因此,只需對窗片開縫角度θ 和開縫條數n 這兩個自變量進行優化設計。在橋片的幾何結構參數中,縫高為翅片間距的一半,縫寬由開縫數確定。因此,對橋片開縫翅片結構的設計,只需對開縫條數進行優化設計。基于CFD 計算結果,可確定具有較高換熱量和較低空氣壓降的翅片開縫結構。

 

步驟4:換熱器性能測試


      小管徑換熱器性能的測試系統如圖2 所示。實驗中的測試工況根據房間空調器標準確定。根據實驗結果,采用多重線性回歸方法開發了小管徑換熱器性能的預測關聯式,并將其應用于制冷劑流路設計的仿真程序中。


 

 

  2、制冷劑流路設計  


        在制冷劑流路設計中,采用基于仿真的方法進行設計。圖3 為基于仿真的制冷劑流路設計方法流程圖。設計中首先根據換熱器尺寸確定換熱器的預選結構,并根據換熱器性能及成本調整管路結構,然后計算調整后換熱器的性能,以確定下一步結構的調整方向,終確定換熱器管路結構。設計中采用基于知識的多目標優化方法,控制優化過程,得到優化結果。

 

 

       本文采用基于圖論的三維分布式模型,預測具有不同流路換熱器的性能。Liu 建立的模型與實驗值的大偏差為±10%。在Liu 的模型中,沿長,寬,高三個方向將換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。

 

       式中,Ai 是制冷劑側換熱面積;Ao 是空氣側換熱面積;Ga,max 是小流通面積處的空氣流率; fa 是空氣摩擦系數;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。


        本文對換熱系數和壓降預測關聯式的選取如表1所示。



 

       優化采用基于知識的優化方法(KBEM)用于優化換熱器。它包括兩個部分:改進遺傳算法(IGA)和基于知識的優化模塊(KOM)。KBEM 中的IGA 是傳統遺傳算法的改進版,IGA 可以得到初解并控制整個優化過程。采用基于知識的搜尋方法可以減少研究范圍,進而并可以提高優化效率。


三:設計案例

    

        本章節將會采用前一章提出的設計方法來設計采用5 mm 管翅片管換熱器的空調器。空調器的實驗結果將與設計結果進行對比驗證。


        在此案例中,室內機換熱器采用了5 mm 管翅片換熱器。室外機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霜導致的換熱性能惡化。

 

 1、翅片結構設計結果 


步驟1:確定優翅片高寬比Pt/Pl


       設計Pt/Pl 時,CFD 計算的邊界條件設置如下:進口空氣溫度為300K,管壁溫度為280K。其他邊界條件同前一章。由圖4 所示的CFD 結果,可知優Pt/Pl 比值為1.23,此時翅片效率高。


 

步驟2:優化Pt和Pl


       在翅片尺寸設計中,5 mm管翅片的UA應大于7 mm管翅片,5 mm管翅片換熱器的ΔP應小于7 mm管翅片換熱器。根據上述設計原則,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)。由結果可得:當Pt為18 mm時,w值較大,且滿足UA和ΔP的約束條件。根據優Pt/Pl值,可得到優翅片尺寸為18×14.7 mm。


 

步驟3:優化翅片開縫結構


      根據所確定的優翅片尺寸,利用CFD方法計算開3條縫的窗片和開4條縫的窗片的性能。圖6為具有不同開縫數的翅片表面空氣溫度分布圖。換熱量及空氣壓降的計算結果見表2。由計算結果可知:由于開縫數的增加導致縫高的降低,4條縫窗片具有更高的換熱量,和更低的空氣壓降。



 




這幾年,小管徑在空調器中應用較多,它不僅降低了成本,而且降低了易燃工質如R290的爆炸風險,但與此同時,小管徑的應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器具有良好的性能,我們今天來分享下關于小管徑翅片管換熱器的優化設計方法。

步驟4:換熱器性能測試


       圖7(a)和(b)分別為優5 mm 管翅片換熱器的換熱量和空氣壓降測試結果。本文僅展示優5 mm 管翅片換熱器的測試結果。為了開發關聯式,研究中還加工并測試了其他結構的5 mm 管翅片換熱器。



        基于大量的5 mm 管翅片蒸發器的實驗結果,采用多重線性回歸方法,開發了小管徑換熱器性能的預測關聯式;并在制冷劑流路設計中,采用了所開發的5 mm 管翅片蒸發器性能的預測關聯式。

 

2、制冷劑流路設計結果  


        根據翅片結構的設計結果,原始空調器和優化空調器的結構參數見表3。通過基于仿真設計的方法,得出小管徑室內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機的制冷劑充注量比原始室內機減少30%, 總充注量可以減少27%。



 




對于燃氣熱水器,換熱器管子外側流動的是高溫煙氣,內側流動的是冷水。試驗表明,煙氣側的熱阻明顯高于水側的熱阻,因此通常在管子表面設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,單根圓管外側加裝翅片所構成的翅片管束;連續翅片管束,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。本文選取連續翅片管束,采用CFD軟件,在管子內流體為定溫度條件下,對非翅片表面煙氣流道內煙氣、翅片表面煙氣的溫度場、速度場進行數值模擬分析。

1   模擬方法

1.1  控制方程與數學模型[1-2]

 ①控制方程

 控制方程包括混合物質量守恒方程、組分質量守恒方程、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生凝結,煙氣組成不會發生變化,因此不需考慮組分質量守恒方程。

1.2  物理模型

燃燒產生的高溫煙氣向上沖刷翅片管束,通過對流傳熱將熱量傳遞給管子內的冷水。對非翅片表面煙氣流道內煙氣與翅片表面煙氣的溫度場、速度場進行數值模擬分析。考慮到計算的時間與成本,數值模擬只針對單個連續翅片進行研究,計算區域寬×高×厚為126.4 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(三維設計制圖軟件)建立物理模型(見圖1),并采用Gambit軟件對物理模型進行網格劃分,網格生成后,用網格檢查器檢查網格的質量,劃分網格后的物理模型見圖2,網格數量為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。煙氣的進口速度為4.215 m/s,溫度為1 250 K,湍流強度為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)設置為0。物理模型出口湍流強度為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,管子內壁面選用流固耦合熱邊界條件。

 ④管內流體條件

 管內流體溫度設定為350 K。

 2   數值模擬結果及分析

2.1  煙氣溫度分布

非翅片表面煙氣流道內煙氣溫度分布見圖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,煙氣與管子能夠實現較好的換熱。煙氣流道出口處煙氣溫度的分布比較均勻,對后續的煙氣處理也非常有利。文獻[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,增強了換熱效果。由此可知,模擬結果與文獻[3]的研究結果基本一致。2.2  煙氣速度分布非翅片表面煙氣流道內煙氣速度分布見圖5。文獻[4-5]研究表明,對于平翅片管束,當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,流動到管子后部表面分離,伴隨旋渦從管子表面脫落,并在煙氣出口區域形成紊亂、充滿大小不等旋渦的尾流區。尾流區內煙氣的循環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,破壞尾流區形成的邊界層,從而改善平翅片管束的換熱環境,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。





下面舉幾個傳熱過程的實例:

 【例1】:一個蒸汽加熱器,用管內的蒸汽加熱翅片管外的空氣,這是一個典型的傳熱過程:熱量從管內的熱流體(蒸汽的凝結)通過翅片管的管壁傳給冷流體(空氣)。

【例2】:某一翅片管式鍋爐省煤器,熱量從管外流動的高溫煙氣通過管壁傳給管內的冷流體——水,這也是一個典型的傳熱過程。

【例3】:家用暖氣片,暖氣片內流動的是熱水,暖氣片外是室內空氣的自然對流。從內部的熱水通過暖氣壁面傳給冷流體——空氣的過程是一個典型的傳熱過程。

應當指出,在穩定狀態下,傳熱量Q在任一分過程中保持同一數值,即傳入的Q值等于傳出的Q值。所謂穩定狀態,是指系統和設備的各點溫度不隨時間而變化時的狀態。

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