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换热器汇总

风冷翅片管式换热器管内热阻与铜管翅片的接触热阻及管外空气侧的热阻比为2:1:7
翅片间距对传热系数有显著影响
翅片间距的影响受控于管排数,翅片间距越小,阻力系数f越大,管排数对阻力系数的影响很小。

翅片厚度越小,传热越好。

管排数越少,传热系数越大,管排数最好不要大于3。

1、风机功率不变的情况下,传热系数和传热温差随管排数的增加均减小,总换热量则先增加后减小,而平均每
排管的换热量随着管排数的增加而减小。

通过计算,每增加1排管,平均每排管的换热量将减少18%左右,这说明增加管排数尽管增大了传热面积,但不能使总换热量显著持续的增加,因此不是一种经济的强化换热方式。

2、风速增大的情况下,换热量随风速的增加而增加,增加量随管排数的增加而减小,但是平均每排管的换热量
逐渐减小,最大可减少122%。

3、不同的风机功率水平下,换热量达到最大值的管排数不同,风机功率越大,换热量达到最大值的管排数也增
大。

同时通过计算得出,在相同条件下,不同制冷剂的换热量会有不同,但管排数对使用不同制冷剂的换热性能影响趋势一致。

管排数对换热的影响
1、保持风机功率不变,当迎风面积不变时,增加管排数
a.空气侧压降增大,因风机功率不变,使得风机全压增大,因此风机风量随管排数增加而减少。

b.风机风量的变化量随管排数增加而越来越小,则空气侧压降的变化量也越来越小,说明管排数对压降的影
响随管排数的增加而减少。

c.迎风面积不变,只改变管排数,管排数增加风量减少,导致迎面风速也减小,则空气侧换热系数也随之降
低。

但风速随管排数增加而减少的量比较小,所以空气侧平均换热系数变化并不显著。

又因管排数增加使得换热面积增大,所以总换热量增加。

d.随管排数增加,换热量的增加量越来越小,说明随管排数增加,空气侧压降越来越大,风量减少使得空气
侧换热系数减小,同时,湿空气比焓差亦随之增加,但增加量逐渐减少,因此总换热量的增加越来越小。

e.增加管排数增大了换热面积,但却也增大了空气侧阻力,使进风量减少,同时推动湿空气与水膜之间热湿
交换的动力比焓差随管排数增加而增大,但随管排数增加其增加量逐渐减小,因此,当管排数增加到一定值时,总换热量反倒会开始减小。

f.对于风冷翅片管式换热器,空气的对流换热系数比制冷剂侧的换热系数小1至2个数量级,因此换热器的
热阻70%左右是在空气侧,管内侧换热系数的变化对传热系数的影响较小。

g.换热器管排数增加时,总换热量先增加后减小,其平均每排管的换热量是逐渐递减的。

这说明管排数的增
加,使得总换热量有所增加,但是平均到每排管时其换热量反倒会减少,所以增加管排数尽管增大了换热面积,但不能使总换热量一直增加。

h.管排数持续增加至一定值时,使压降亦持续增大,从而使得换热系数和换热温差不断减小,所以尽管随管
排数增加换热面积增加,但总的换热量反倒几乎不变。

综上所述:
迎面风速一定时,只增加管排数,总换热面积随之增大,所以总换热量随管排数增加而增加,但随管排数增加空气侧压降是增大的,进风量在减小,所以总换热量虽然增加了,但平均到每排管的换热量反倒减小了,因此管排数增加到一定值后,总换热量就会开始减小。

迎面风速变化的情况下,即风机功率改变。

在每一个风速状态下,随管排数增加其换热量的变化趋势是一致的,但不同的迎面风速下,使换热量达到最大值的管排数是不同的,其变化规律是:随着迎面风速的增大,使换热量达到最大值的管排数也增加。

当改变管内制冷剂种类时,随管排数增加其换热量的变化趋势是一致的,但因不同的制冷剂其本身固有的物性不同,所以使用不同的制冷剂,使换热量达到最大值的管排数亦不同。

迎风面积不变,风机功率一定时,管排数增加,导致风阻增大,风量减小,空气侧换热系数减小,但总换热面积增大,初始增加管排数时,管排数增加的不多,所以风阻增大的不多,但总换热面积随管排数增加成指数增大,所以此时总换热量是增大的,但平均每排管的换热量反而是减小的。

当管排数增大到一定数量,风阻过大,导致风量减少过多,使空气侧换热系数大大降低,由此引起的换热量减少量大于增加管排数从而增加换热面积所增加的换热量,此时,总换热量开始减少。

由上述可得:风机功率一定,迎风面积一定时,当管排数增大到某一定值,总换热量达到最大值,此后,继续增加管排数对总换热量不再起到增大作用,反而会使总换热量随之减小。

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