微通道蒸发器表面结露工况下性能研究

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1、密级：�学校代码：10069类型：应用基础研究学号：Y20120180£©ANJ其痏ITYO蒙UNIVCo4nERsF_E硕士学位论文微通道蒸发器表面结露工况下性能研宄StudyontheperformanceofMicro-channelEvaporatoronthesurfacecondensateCondition专业供热、供燃气、通风及空调工程研宄生张志强指导教师陈牮天津商业大学机械工程学院二O—五年六月类号:学校代码:10069密级:研究生学号:Y20120180微通道蒸发器表面结露工况下性能研究Studyontheperforman

2、ceofMicro-channelEvaporatoronthesurfacecondensateCondition研宄生姓名：张志强专业名称：供热、供燃气、通风及空调工程指导教师姓名；陈华教授论文提交日期：2015年6月学位授予单位：天津商业大学独创性声明及使用授权声明学位论文独创性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究成果。除已明确标注或得到许可外，所撰写的学位论文中不包含他人己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己经发表或撰写过的研究成果，本人的指导教师对此进行了审定。对本文的研究做出重要贡献的个人或

3、集体，本人己在文中做出明确的说明并表示谢意。如有不实，本人承担相应贵任。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赢利方式保存、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。同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、相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ffl本授权。学位论文作者签字：指导教师签字：期：年g月日摘要微通道换热器因其热效率高、制冷剂充注量小等特点，被广泛应

4、用于汽车空调，但当其作为家用空调系统蒸发器使用时会因为结露影响换热性能。本文针对微通道换热器结露工况下的流动和换热性能进行模拟和实验研究，对比分析模拟和实验结果，探讨影响换热性能的关键因素。本研究建立了微通道换热器百叶窗翅片的三维物理和数学模型，并根据其结构和换热特点对物理模型进行了简化。采用结构化网格和非结构网格对计算区域进行网格划分，利用Fluent软件模拟空气进口状态参数、迎面风速和冷冻水进口温度对微通道换热器的流动和换热特性的影响，得到如下结论：1）绝大多数空气均从百叶窗之间流过，其余流体从翅片之间的缝隙穿过。空气温度沿流动方向逐渐降低

5、，在同一流进深度的情况下，靠近扁管（Z=1mm）处的空气温度相对较低，而对称面（Z=5mm）的空气温度为相同流进深度情况下的最高值，空气温度在前半部分下降较快，故换热过程主要发生在前半部分。2）微通道换热器空气出口温度随空气进口温度、相对湿度、迎面风速及冷冻水进口温度的增加而增大。空气侧压降随迎面风速的增加而增大，在迎风面尺寸及百叶窗翅片结构参数相同的条件下，空气侧压降大小主要取决于Re数的大小，而迎面风速越大，Re数越大，故压降随迎面风速的提高而增大。空气侧换热系数亦随空气进口温度、相对湿度、迎面风速的增加而增大，随冷冻水进口温度的提高而减小

6、。在空气进口温湿度和冷冻水进口温度不变的情况下，随着迎面风速的提高，压降的增幅从开始的25.3%下降到6.4%，空气侧换热系数的增幅则从12.7%下降至6%。空气侧进出口压降增大到85Pa左右时，其增量开始迅速减小，这是由其外形尺寸和翅片结构参数共同决定的。当空气进口温湿度和迎面风速一定时，冷冻水进口温度每提高1℃，空气侧换热系数大约平均下降5.4%左右。本研究中建立了微通道换热器性能测试实验台，由移动冷源为系统提供冷冻水。通过模拟换热器表面结露工况，改变空气进口状态参数、迎面风速和冷冻水进口温度对微通道换热器换热表面结露的性能进行实验研究，得

7、出如下结论：1）随着空气进口温度和相对湿度的升高，空气出口温度、压降、空气侧换热系数和制冷量均增大。在迎面风速和冷冻水进口温度不变的情况下，空气进口温度每升高1℃，压降、空气侧换热系数和制冷量分别增大5%、4%和2%；相对湿度每提高10%，压降、空气侧换热系数和制冷量分别增大8%、12%和3%。当各影响因素均不变时，结露后期的压降比结露初期约增大150%，而空气侧换热系数和制冷量比结露初期各自分别下降23%和18%左右。2）随着迎面风速的增大，空气出口温度、压降、空气侧换热系数和制冷量均不同程度变大。在空气进口温湿度和冷冻水进口温度不变的情况下

8、，迎面风速每提高0.25m/s，空气出口温度、压降、空气侧换热系数和制冷量大约增大5%、20%、13%和9%。当迎面风速在较小范围内变化时，结露后期的