肋片效率肋片效率的影响因素.docx

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1、肋片效率的影响因素研究081994吴昊换热器的发展已经有近百年的历史，其在国民经济的诸多领域(如食品、制药、石油化工、空调、动力、冶金、轻工等)得到广泛的应用。进入80年代以来，由于制造技术、材料科学技术的不断进步和传热理论的不断完善，有关换热器的节能设计和应用越来越引起关注。换热设备按照其功能可命名，如冷凝器、蒸发器、再热器、过热器等，按换热部件的特点可分为：管壳式换热器、翅片管式换热器板式换热器(包括板片式换热器和板翅式换热器)。对于各型换热器的强化换热技术的研究，主要集中在对换热器内流体流态变化以及对各部件的参数优化研究两方面，而对换热器部件参数的主

2、要研究对象就是换热管(板)排列方式(顺排或叉排)、换热管(板)排数、换热管(板)间距大小、肋片布置问距、肋片形状等。1矩形直肋对于矩形直肋，茅靳丰[2]的矩形直肋热质传递时传热特性的数值分析一文中，，引用Hyland的温湿度关系函数建立肋片表面传热方程，以传热方程为基础建立传热差分方程，并采用超松弛迭代法对肋片表面温度分布进行求解，同时计算获得肋片传热效率。绝热边界下肋片参数与肋片效率的变化关系如图7所示。肋片参数越大，肋片效率越小；环境湿度越大，肋片效率变化范围越大；相同肋片参数下，湿度对半湿工况下肋片效率影响最明显，而全湿工况下却不明显，环境湿度为80

3、％和100％下的肋片效率相差很小。环境湿度为40％、60％、80％时，半湿工况分别开始出现在肋片参数为0.8、1.35、1.85处。通过对矩形肋片3种工况下的温度分布和效率的数值研究，得出以下结论：(1)绝热边界下肋片表面温度整体高于自然对流边界，2种边界下的肋片表面温度分布具有相似的变化规律：随环境湿度增大，肋片温度升高，肋片底部和端部温差也变大。(2)肋片参数越大，半湿工况下的无量纲化临界点越向肋底部靠近；同一肋片参数下，湿度的增大使得空气露点减小，临界点更靠近肋片端部。(3)肋片参数越大，肋片效率越小；湿度越大，不同肋片参数下肋片效率的变化越大。(4

4、)同一肋片参数下，湿度对半湿换热工况的肋片效率影响很明显；而对于全湿换热，湿度对肋片效率的影响随其增大而减弱。2等截面环肋对于等截面环肋，马飞[3]的燃气热水器换热效率的影响因素一文中，对换热器进行简化，，将换热器中嵌布的水管视作末端绝热的肋片管，水管由若干(5或6)根肋片管依次串联而成，肋片视作直管上的等截面环肋。高温烟气横掠肋片管，将热量传递给水管中流动的冷水。单管简化模型见图2。在相同的燃气耗量和水流量下，水侧温升较大，则认为换热效率较高，故可用出口水温来衡量肋片管的换热效率。从其第4部分，单管结构参数对换热效率的影响中，可知燃气热水器的结构参数如肋

5、片数量、肋片厚度、烟气的扰流措施等也会影响其换热效率，且决定了其材料和工艺等成本。①肋片数量的影响增加肋片数量对肋侧总表面积有显著影响。既增大了换热面积，又影响着烟气通道的面积，改变烟气的流动速度，导致换热量发生变化。保持其他参数不变，只改变肋片数量，从55片增加至65片，计算肋侧总表面积A。和肋化系数β。按单管计算模型中的步骤计算换热量．结果见图6。可知每增加1片肋片，烟气侧表面传热系数将提高1.5%～1.8%，换热量增加1%左右。①肋片厚度的影响肋片厚度会影响肋片效率，也影响烟气通道的面积，改变烟气流速，进而改变换热量。当肋片厚度增加时，肋片效率增大，

6、从而使烟气侧表面换热系数增大，换热器的换热效果增强。当肋片厚度从0.2mm变化至0.3mm时，换热量的改变见图7。肋片厚度增加0.1mm，换热量增加3%。3扁管直翅换热器翅片肋效率在刘彦军[4]的扁管直翅换热器翅片肋效率的计算中，用数值计算方法对翅片管管片式换热器的肋效率进行了计算和分析，分析扁管管间距、肋片厚度、导热系数等因素对肋效率的影响，重点分析翅片管管片在局部换热系数和平均换热系数下，肋效率的对比分析。由图2可以看出，翅片厚度为0．5mm时，随着导热系数的增加，肋效率逐渐增加，但是导热系数增加到一定值以后，肋效率的增加变慢．相同导热系数下，平均换热

7、系数计算获得的肋效率要比局部换热系数下计算获得的肋效率要大。相同肋效率下，局部换热系数所用的导热系数比平均换热系数所用的导热系数要大的多。当翅片厚度逐渐增加，从图2和图3上，可以看到翅片厚度分别为0．1mm、0．2mm时的肋效率的变部换热系数计算得到的肋效率值也非常的接近，尤其是在导热系数为350W／(m·K)，厚度为0．2的时候，两者之间的差距变的要比相同导热系数下，厚度为0．05，0．1时两者之间的差距要小的多。厚度一定时，随着导热系数的增加，肋效率变化缓慢是以上结果的共同特征。图4(a)是不同厚度下，导热系数用局部换热系数法计算对翅片肋效率的影响。肋

8、效率均随导热系数的增大而增大，是因为导热系数的增加对换热能力有大幅