微通道换热器表面排水特性及换热性能研究

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1、类号：学校代码：１００６９密级：学号：１２０１５０１８０ＴＩＡＮＪＩＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＣＯＭＭＥＲＣＥ硕士学位论文微通道换热器表面排水特性及换热性能研究Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｓｕｒｆａｃｅｄｒａｉｎａｇｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｍ－ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｉｃｒｏｃｈａｎｎｅｌｈｅａｔｅｘｃｈａｎｅｒｇ研究生：李玉婷专业名称：供热、供燃气、通风及空调工程指导教师：陈华教授文提交日期：２０１８年５月：天津商业大学独创性声明及使用授权声明一、学位论文独创性

2、声明本人所撰写的学位论文是在指导教师的指导下独立完成的研宂成果。除己明确标注或得到许可外，所撰写的学位论文中不包含他人已申请学位或其他用途所使用过的成果，不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研宄成果，本人的指导教师对此进行了审定。对本文的研宄做出重要贡献的个人或集体ｆ本人己在文中做出明确的说明并表示谢意。如有不实，本人承担相应责任。二、学位论文及研宄成果使用授权声明本人同意授权天津商业大学以非臝利方式保存、使用本人的学位论文的电子版及纸质版。授权天津商业大学将本论文的全部内容或部分内容提供给有关方面编入数据库进行检索、出版及提供信息服务

3、。闻意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。本人在校期间取得的研究数据、湘关成果等知识产权归天津商业大学所有。注：涉及保密的学位论文在解密后适用本授权。学位论文作者签字：乂指导教师签字：．曰期：仏年月Ｘ曰／类号：学校代码：10069密级：研究生学号：120150180微通道换热器表面排水特性及换热性能研究Researchofsurfacedrainagecharacteristicsandheattransferperformanceofmicro-channelheatexchanger研究生姓名：李玉婷专业名称：供热、供燃气、通风

4、及空调工程指导教师姓名：陈华教授论文提交日期：2018年5月学位授予单位：天津商业大学摘要微通道换热器相对于其他类型换热器具备结构紧凑、体积小和质量轻等优势，因其高表面积体积比以及尺度效应换热效率较高。近年来已普遍应用在汽车空调领域，但主要作为空调系统的冷凝器使用。当作为单冷型空调的蒸发器或者冷热型空调的换热器使用时，不可避免的会遇到换热器表面空气结露现象，而结露会进一步影响换热器换热性能。本文通过实验方法和数值模拟方法研究微通道换热器的表面排水特性及换热性能，试确定强化微通道换热器换热效果的最佳风速大小和最佳倾角。本文通过实验研究，得出如下结论：（1）在入口空气温度为3

5、0℃时，出口空气温度、凝水生成速率、换热量和空气侧换热系数随相对湿度的增加而有不同程度地增加，相对湿度每增加10%，出口的空气温度平均上升1.1℃，凝水生成速率平均增加0.4g/s，换热量平均增加8.5%，而空气侧换热系数平均增加2.3%。湿度增加，结露量增加，一定程度上增加了换热量和空气侧换热系数。入口空气温度为33℃时，相对湿度由60%增加至70%，换热量和空气侧换热系数反而有所下降，因换热器表面聚集了大量凝水，极大增加了空气侧流通阻力和热阻，说明结露量的持续增加开始不利于换热量和换热系数的提高。（2）出口空气温度、压降、凝水生成速率、凝水排除速率、换热量和空气侧换热系

6、数均随风速的提高而增加，风速每提高0.5m/s，出口空气温度平均增加1.2℃，压降平均增加32Pa，凝水生成速率平均增加0.28g/s，凝水排除速率平均增加0.49g/s，2换热量平均增加1.4kW，换热系数平均增加9.4W/(mk)。当风速由2.5m/s增加至3.0m/s时，换热量和换热系数开始有所减少，风速2.5m/s时空气侧换热效果最佳。（3）换热器倾角增加，出口空气温度和压降随之降低，主要原因在于倾角增加，风速不变，当量风量减少，单位质量空气换热更加充分。倾角由10°增至20°时，凝水生成速率减少0.1g/s，凝水排除速率增加0.36g/s，因此表面凝水聚集量有所

7、减少。空气侧换热系数和换热量增幅分别约为4.9%和1%。倾角增加一定程度上减少了表面凝水聚集量，强化了空气侧换热效果。倾角由10°增至20°时，换热量虽增幅1%，但对于试验系统来说可处理的风量减少了5%。因此三组实验工况分析对比得出，倾角10°时空气侧换热效果最好。本文通过模拟研究，得出如下结论：（1）空气向前流动，流经翅片倾斜角时，空气扰动最强，沿流动方向空气压降逐步增加；在扁管与翅片连接的地方空气温度最低，沿流动方向，温度逐渐降低，变化梯度越来越小；沿流动方向液体体积分数逐渐增加，结露程度沿流动方向加强。模型前