整体式全铝换热器传热性能及其在制冷空调器上应用研究

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1、整体式全铝换热器传热性能及其在制冷空调器上应用研究荣俊2015年01月中图分类号：TK11+4UDC分类号：621整体式全铝换热器传热性能及其在制冷空调器上应用研究作者姓名荣俊学院名称机械与车辆学院指导教师王义春副教授答辩委员会主席马朝臣教授申请学位工学硕士学科专业动力工程及工程热物理学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年01月ResearchonIntegralAluminumHeatExchangerPerformanceandIt’sUseinRefrigerationAirCondit

2、ioningCandidateName：RongJunSchoolorDepartment:SchoolofMechanicalEngineeringFacultyMentor:AssociateProf.WangYichunChair,ThesisCommittee：Prof.MaChaochenDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：PowerEngineeringandEngineeringThermophysicsDegreeby:BeijingInsti

3、tuteofTechnologyTheDateofDefence：January，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：摘要铜资源一直是全球紧缺性资源，近几年随着经济的

4、增长其储备量逐渐减少，价格也在逐渐提高。空调和冰箱用铜占铜资源消耗的75%，如何实现“铝代铜”，一直是空调和冰箱制造业十分关注的问题。本文研制出新型整体式全铝换热器，通过数值模拟和试验测试的研究方法，全面分析其换热性能的好坏及应用于空调器制冷循环的可行性。分析了整体式全铝换热器的传热强化机理，并使用三维电子扫描显微镜观测翅片表面不规律的凸起结构形貌，提出并建立了翅片受挤压侧表面几何模型。建立了换热器翅片侧流固耦合传热模型，使用Fluent软件，模拟分析了波纹翅片各尺寸参数对换热器空气侧传热和流动性能的

5、影响，确立最佳翅片尺寸参数。通过风洞试验，对整体式全铝换热器和管翅式铜管桥式翅片换热器的换热性能进行对比，结果表明整体式全铝换热器在空气侧压降Δp平均降低31.90%时，传热系数反而平均提高23.09%，根据试验结果建立了整体式全铝换热器的试验关联式和传热模型。建立空调制冷系统蒸发器和冷凝器传热模型，计算整体式全铝换热器作制冷空调器冷凝器和蒸发器使用时制冷系统理论循环。使用整体式全铝换热器对LG窗式空调器（型号LW8012）的冷凝器进行替代设计，生产出LG窗式空调器样机，利用焓值试验台对LG窗式空调器

6、原机和样机制冷性能进行试验测试，根据试验结果进一步优化样机整体式全铝冷凝器结构并重新试验，试验结果表明优化后的样机比原机制冷量提高5.69%，功率消耗提高0.81%，能效比提高4.79%。整体式全铝换热器在实现“铝代铜”的基础上，能够提高换热器换热性能；应用于空调器时，能够提高制冷系统性能，降低空调器生产成本。关键词：空调制冷性能；整体式全铝换热器；传热性能；数值模拟；试验测试IAbstractCopperresourcehasbeenaglobalshortageofresourcesforalon

7、gtime,withthegrowthofeconomy,theamountofitsreverseshasgraduallyreduced,anditspricehasalsograduallyincreased.Airconditionersandrefrigeratorsuse75percentofcopperresourceconsumption,sohowtorealize“aluminumreplacecopper”hasbeenagreatconcernofissueforaircond

8、itionersandrefrigeratorsmanufacturers.Thispaperdevelopedanewintegralaluminumheatexchanger,throughnumericalsimulationandexperimentalstudyofthetest,analysestheheatperformanceandthefeasibilityofapplyinginairconditionercomprehensivel