板式冷凝器的稳态仿真模型

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1、2009年第37卷第4期流体机械83文章编号：1005----0329(2009)04—oo83—03板式冷凝器的稳态仿真模型谢淑萍，金苏敏，汤新敏(南京工业大学，江苏南京210009)摘要：采用分区集中参数法对板式冷凝器建立仿真计算模型，利用模型，计算了制冷剂和冷却水的出口温度以及板间的换热量，根据模型计算结果分析了板式冷凝器的换热特性，并将试验数据与仿真结果进行了比较，说明了仿真结果的准确性，为下一步的系统仿真提供了基础。关键词：板式冷凝器；稳态仿真；集中参数模型中图分类号：TB61文献标识码：ASte

2、adyModelofSimulationonPlateCondenserXIEShu—ping，JINSu-min，TANGXin—min(NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China)Abstract：Thecondensermodelwasbuiltbythecentralizedsteadysimulationmethod．Basedonthemodel，manyparameterscanberespectivelycalculatedsuchas

3、theouttemperatureofrefrigerantandwater．Thenumericalanalysiscanbecarriedouta’bouttheexchangerperformance．Thencollecttentativedataandcomparewiththesimulationresults．Thesimulationresultcanwellreflecttheparametervariationofsystemsoperation．Itpreparesforthesimu

4、lationofsystem．Keywords：platecondenser；st~odysimulation；centralizedmodel1前言2．1板式换热器的结构布置板式换热器是由传热板片、密封垫片等组合板式换热器作为一种高效、紧凑的换热设备，形成介质通道，完成换热介质在相邻的通道内逆已广泛应用于制冷系统中，它可以作为冷凝器、蒸向流动进行换热的。在试验中，制冷剂从左到右发器、回热器以及中间冷却器等换热设备。随着依次通过1，3，⋯，N的奇数通道，冷却水的流道则热泵热水器的家用小型化发展，板式换热器成

5、为为2，4，⋯，N一1的偶数通道，如图1。试验采用热泵热水器的重要部分。国内对于采用R22制冷的换热器总流道数为奇数，对于边缘的制冷剂通剂的板式换热器研究较为成熟，西安交通大学采道来说，只有一侧有冷却水的流动与之换热，另一用分布参数法对板式蒸发器换热能力进行了数值侧与环境接触，假设其边界条件为绝热，即不考虑模拟¨，并且对新型制冷剂的板式蒸发器性能也边缘换热板与环境的换热。做了相关的研究，国外Yi—YieYall等对R134a2．2板式冷凝器数学模型在板式蒸发器和冷凝器中的传热和压降特性作了在本文中采用R13

6、4a制冷剂，建立分区集中描述0J。本文是针对热泵热水器产品特点，对板参数稳态模型，即将冷凝器分为三个区：过热区、式冷凝器建立集中参数模型，以期了解板式冷凝两相区和过冷区，分段计算各区的换热系数与换器的换热特性以及对热水器性能的影响效果。热量。冷凝器两侧的温度变化如图2。为简化模型作如下假设：2板式冷凝器仿真模型(1)冷凝器板间流体的流动为一维均相流，且不考虑压降；收稿日期：2oo8—10—15修稿日期：2008—11一l3FLUIDMACHINERYVo1．37，No．4，2009(2)只考虑沿径向导热，忽

7、略平板其他方向6——板间距，Ill，b=0．002m的导热。板壁热阻忽略不计；两相区：(3)各流道内的流速以及传热系数为定值；Q=，=A△f2=￡2(4)物性计算中，两相区按干度为0．5的工质进行计算。(2)p=。．。413(B百et)o．s64prp．．J／]。·o55O．33(l冷却水pm，=G(1一X。)aq_H=CAT／yy=y(1+0．68C△y)=制冷剂暑式中——蒸气干度，取X=0．5图1制冷剂与水的流动示意y——汽化潜热，J／kgP』——进出口蒸气密度，kg／m’过冷区：Q=m(h一h棚)．=

8、⋯AAt=A孚△f(3)Nu=0．036Re。酌Pr。=暑2．2．2冷却水侧模型：(水侧无相变)图2制冷剂与水的温度变化示意换热量：2．2．1制冷剂侧模型Q=112C(，一，)(4)过热区：Nu：0．2121Re~PrQ^=m，(h一h，)=KshA^,4tNuA．1■=Ks^A￡m'l(1)C⋯=4．174kJ／(kg·K)式中K——换热系数A——单片换热面积，Ill，A=0．023m3仿真模型计算与结果分析—