能源問題越來越得到重視,換熱器作為制冷空調(diào)領(lǐng)域重要的熱交換設(shè)備,其節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)也得到了廣泛的關(guān)注和研究,強(qiáng)化換熱是換熱器優(yōu)化研究的一個(gè)重要方向。微通道換熱器作為一種高效、緊湊型換熱器已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于能源與動(dòng)力、石油化工、航空航天、制冷空調(diào)等各個(gè)行業(yè)中。本文針對(duì)微通道換熱器在蒸發(fā)器及熱泵應(yīng)用上的不足,開發(fā)了新的翅片結(jié)構(gòu)并對(duì)翅片結(jié)構(gòu)做出優(yōu)化,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性。同時(shí)用仿真模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法擬合了新翅片的設(shè)計(jì)計(jì)算關(guān)聯(lián)式,并將其嵌入設(shè)計(jì)計(jì)算軟件,最終開發(fā)出針對(duì)微通道換熱器的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)平臺(tái),將設(shè)計(jì)計(jì)算與零部件選型和出圖整合在一起,大大提高了工作效率。本論文主要工作內(nèi)容如下:(1)設(shè)計(jì)搭建了微通道換熱器的風(fēng)洞單體試驗(yàn)臺(tái)用以研究翅片的傳熱及壓降特性,介紹了實(shí)驗(yàn)臺(tái)的基本構(gòu)成、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)儀表及實(shí)驗(yàn)操作過程。在此試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)不同翅片類型及翅片間距的換熱器進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究,得到了翅片結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)空氣側(cè)流動(dòng)換熱的影響趨勢(shì)。同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果矯正了模擬計(jì)算的初始條件及計(jì)算結(jié)構(gòu),驗(yàn)證了模擬計(jì)算的可靠性。利用矯正后的模擬結(jié)果擬合出關(guān)于不同翅片的傳熱因子j和摩擦因子f的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。(2)將插片式換熱器應(yīng)用于R32系統(tǒng)的熱泵空調(diào),通過實(shí)驗(yàn)與管片式換熱器對(duì)比,旨在對(duì)插片式微通道換熱器應(yīng)用于熱泵系統(tǒng)時(shí)的特點(diǎn)做出初步探討。在換熱器尺寸及運(yùn)行條件相同的前提下分別對(duì)16系列和20系列兩套不同換熱器設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以年平均換熱量和APF作為綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。結(jié)果表明:20系列插片式換熱器制冷劑充注量比管片式換熱器降低了25%,年平均換熱量提高了1.5%,全年APF提升了0.3%;16系列的插片式換熱器年平均換熱量提高了2.5%,APF提升了3.2%。進(jìn)一步對(duì)翅片結(jié)構(gòu)以及布管方式進(jìn)行合理優(yōu)化后,結(jié)霜工況下平均換熱量也由管片式的78.6%提升到了95.06%。說明插片式換熱器有應(yīng)用于熱泵系統(tǒng)的可行性和優(yōu)勢(shì),具有一定的開發(fā)前景(3)搭建微通道換熱器三維參數(shù)化設(shè)計(jì)平臺(tái),將換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算與模型建立、工程圖的生成關(guān)聯(lián)起來。規(guī)范繪圖流程,建立標(biāo)準(zhǔn)零件數(shù)據(jù)庫,利用C#語言對(duì)SolidWorks軟件進(jìn)行二次開發(fā),縮短換熱器設(shè)計(jì)周期,提高工作效率,實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)。
【學(xué)位單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TK172
【部分圖文】：

�。掂惿又冃效流夺瑜度渣w櫻囔顧鷚不嵊興馀齟�。�?3.1 百葉窗翅片空氣流態(tài)示意圖3.1 插片式翅片的結(jié)構(gòu)參數(shù)翅片表面開窗有利于強(qiáng)化換熱，但是平片設(shè)計(jì)有利于排水化霜，為了解決微通道換熱器在濕工況下排水不暢的問題，插片式翅片結(jié)合了平直翅片和開窗片的結(jié)構(gòu)特性，兼顧了換熱和排水的性能。目前市場上較為主流的插片式翅片結(jié)構(gòu)主要有以下幾種：D 系模型。這種翅片結(jié)構(gòu)主要由凹槽和開窗組成，通過前端開窗增強(qiáng)翅片整體的換熱性能，尾槽排水，中后部的凹槽凸起結(jié)構(gòu)則兼顧了支撐結(jié)構(gòu)和氣流擾動(dòng)進(jìn)一步強(qiáng)化換熱的作用。圖3.2 D 型翅片結(jié)構(gòu)示意圖

圖 3.1 百葉窗翅片空氣流態(tài)示意圖片式翅片的結(jié)構(gòu)參數(shù)翅片表面開窗有利于強(qiáng)化換熱，但是平片設(shè)計(jì)有利于排水化霜，為了解決微通濕工況下排水不暢的問題，插片式翅片結(jié)合了平直翅片和開窗片的結(jié)構(gòu)特性，和排水的性能。目前市場上較為主流的插片式翅片結(jié)構(gòu)主要有以下幾種：D 系模型。這種翅片結(jié)構(gòu)主要由凹槽和開窗組成，通過前端開窗增強(qiáng)翅片整體，尾槽排水，中后部的凹槽凸起結(jié)構(gòu)則兼顧了支撐結(jié)構(gòu)和氣流擾動(dòng)進(jìn)一步強(qiáng)化。

0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.13 1.3 0.7圖 3.3 D 型翅片進(jìn)風(fēng)方向示意圖模型結(jié)構(gòu)。在 D 系列模型的基礎(chǔ)上對(duì)減少了對(duì)性能影響較小的尾部中的工藝難度，降低了成本。同時(shí)改變了進(jìn)風(fēng)方向，有利于提高翅，同時(shí)沒有了凹槽的阻隔也加速了結(jié)霜工況下化霜水的排出。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 朱家齊;;新型的碳化硅高溫?fù)Q熱器能源消耗降低20%,產(chǎn)量提高10%[J];成都科技大學(xué)學(xué)報(bào);1987年02期

2 王宗森;沈熊;徐元輝;畢樹勖;;應(yīng)用二維激光測(cè)速系統(tǒng)和可視化技術(shù)研究換熱器流動(dòng)和阻力特性[J];核科學(xué)與工程;1987年Z1期

3 劉人侃;;不銹鋼換熱器的應(yīng)力腐蝕及預(yù)防措施[J];石油化工設(shè)備技術(shù);1987年04期

4 張應(yīng)豪;折流桿換熱器的試驗(yàn)及其應(yīng)用[J];石油化工設(shè)備;1988年01期

5 魏淑英;高壓加氫換熱器的結(jié)構(gòu)[J];石油化工設(shè)備;1988年03期

6 汪曉昱;鼓泡式換熱器的研制[J];壓力容器;1988年01期

7 張仁貴;張玉柱;;高爐爐頂煤氣顯熱回收可行性研究[J];唐山工程技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);1988年01期

8 熊巍峰;;RGH—Q換熱器[J];上饒師專學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1988年05期

9 萬新明;國外冷凝鍋爐研究概況[J];煤氣與熱力;1989年06期

10 賴光熙,謝偉升;熱媒式換熱器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J];石油化工設(shè)備;1989年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 黃少球;李陽;朱志強(qiáng);汪海;黃群英;FDS團(tuán)隊(duì);;高溫液態(tài)重金屬鉛鋰換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)力分析[A];中國力學(xué)大會(huì)-2015論文摘要集[C];2015年

2 石佳子;欒秀春;周杰;王俊玲;楊志達(dá);;空間熱排放系統(tǒng)泡沫炭換熱器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[A];第十五屆全國反應(yīng)堆熱工流體學(xué)術(shù)會(huì)議暨中核核反應(yīng)堆熱工水力技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2017年

3 李成;李俊明;王補(bǔ)宣;;翅片換熱器結(jié)構(gòu)對(duì)冷凝式油氣回收系統(tǒng)的影響[A];第九屆全國空調(diào)器、電冰箱（柜）及壓縮機(jī)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2008年

4 張萍;胡彬;;新型折疊扁管微通道換熱器的性能研究[A];2017年中國家用電器技術(shù)大會(huì)論文集[C];2017年

5 孫小峰;劉斌;蔡景輝;;兩種不同結(jié)構(gòu)的CO_2冷風(fēng)機(jī)性能比較[A];2013中國制冷學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

6 陳華;段鼎立;Zhao Songtian;Li Ge;;微通道換熱器換熱性能的研究[A];2018供熱工程建設(shè)與高效運(yùn)行研討會(huì)論文集[C];2018年

7 曹趙生;朱孝欽;胡勁;常靜華;楊玉芬;全黃河;;新型相變材料換熱器的研究與實(shí)驗(yàn)[A];2009中國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集[C];2009年

8 田秀芳;詹桂娟;江崇旭;;使用吸收式熱泵和直接接觸式換熱器的鍋爐煙氣余熱回收方案[A];第七屆全國建筑環(huán)境與能源應(yīng)用技術(shù)交流大會(huì)文集[C];2017年

9 郭曙光;李立國;潘太云;杜文忠;;寒冷條件下盤管式換熱器問題淺析[A];中國核科學(xué)技術(shù)進(jìn)展報(bào)告（第五卷）——中國核學(xué)會(huì)2017年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集第8冊(cè)（錒系物理與化學(xué)分卷、同位素分卷、輻射研究與應(yīng)用分卷、核技術(shù)工業(yè)應(yīng)用分卷、核農(nóng)學(xué)分卷、核醫(yī)學(xué)分卷）[C];2017年

10 王方方;關(guān)欣;蔡康;崔國民;;板翅式換熱器動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)研究[A];中國化工學(xué)會(huì)2008年石油化工學(xué)術(shù)年會(huì)暨北京化工研究院建院50周年學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)論文集[C];2008年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 饒艷;“干設(shè)計(jì)怕出錯(cuò)，就不可能創(chuàng)新”[N];中國石化報(bào);2017年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 董濤;微管道換熱器內(nèi)微流體的流動(dòng)與換熱[D];南京理工大學(xué);2003年

2 刁乃仁;地?zé)釗Q熱器的傳熱問題研究及其工程應(yīng)用[D];清華大學(xué);2005年

3 周森泉;換熱器溫差場均勻性原則及其應(yīng)用[D];清華大學(xué);1995年

4 文鍵;基于PIV技術(shù)的換熱器內(nèi)部場分布特性研究[D];西安交通大學(xué);2006年

5 鄭繼周;彈性管束換熱器各組件動(dòng)態(tài)特性研究[D];山東大學(xué);2007年

6 韓勇;(火積)減理論及其換熱器優(yōu)化研究[D];鄭州大學(xué);2017年

7 曲德虎;太陽能輔助空氣源熱泵蓄能系統(tǒng)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

8 郭敏;基于溫度場均勻原則的蓄熱式地埋管換熱器傳熱分析與優(yōu)化[D];山東建筑大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 黨聰聰;插片式微通道換熱器換熱特性實(shí)驗(yàn)研究與三維參數(shù)化設(shè)計(jì)平臺(tái)開發(fā)[D];浙江理工大學(xué);2019年

2 霍澗;蛋白質(zhì)在換熱器表面的結(jié)垢和清洗以及抑垢研究[D];蘇州大學(xué);2018年

3 王閃;同軸體組合換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及熱耦合分析[D];安徽工業(yè)大學(xué);2018年

4 王巖;基于定型材料相變換熱器的開發(fā)與數(shù)值分析[D];大連理工大學(xué);2018年

5 樂鄒英;基于旋梯式螺旋折流板的船用空調(diào)換熱器數(shù)值模擬研究[D];江蘇科技大學(xué);2018年

6 朱必佳;自堆積式螺旋速凍機(jī)氣流場分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];南京理工大學(xué);2018年

7 田士博;軌道交通用空調(diào)換熱器的優(yōu)化設(shè)計(jì)及仿真[D];大連交通大學(xué);2018年

8 陶聰;汽車尾氣溫差發(fā)電系統(tǒng)換熱器傳熱性能分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];武漢理工大學(xué);2016年

9 裴琳;土壤—空氣換熱器換熱特性模擬與應(yīng)用研究[D];燕山大學(xué);2018年

10 劉忠秋;翅片管式氣-液換熱器傳熱強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2832927