管排数对翅片管换热器积灰及压降的影响!

为了明确积灰对翅片管换热器的长效性能的影响规律,需要了解不同管排数对翅片管换热器表面积灰量与空气侧压降的影响。本文通过换热器积灰可视化实验,研究了管排数对换热器表面粉尘沉积量与空气侧压降的影响特性。
1、实验原理与测试样件
1.1  实验原理及装置  

1.2  实验工况及测试样件  

实验工况参数为管排数。本文中翅片管换热器管排数选为1排、2排、3排,覆盖常见的空调室外换热器管排数。测试样件实物与结构如图2所示,详细的结构参数如表1所示。
参照GB 13270-91的规定,实验中选用的测试粉尘组分为72%白陶土及28%炭黑,粉尘密度为2.2 g/cm3,平均粒径为10 μm[2]
考虑到换热器实际运行环境中的粉尘浓度偏低,为了加速沉积污垢的生长,需要实验中设定的喷粉浓度远高于实际运行环境中的粉尘浓度,同时依据实际室外工作环境中空气流速,本文选取风速为1.5 m/s、喷粉浓度为10.8 g/m3进行积灰实验。
2、数据处理方法及误差分析
2.1  数据处理方法   
本实验中的压降数据可由压差传感器读得,粉尘沉积量数据则由特定的关系式得出。
2.2  误差分析  
本实验中测量参数包括直接测量参数与间接测量参数,直接测量参数误差通过实验仪器精度直接得到。间接测量参数包括粉尘沉积量及压降增量,通过MOFFAT[3]方法可求得误差,如表2所示。
3、实验结果与分析
3.1   管排数对粉尘沉积量与压降的影响  

图3是不同管排数换热器样件的积灰实物图。
由图3可知,管排数越多,换热器翅片表面积灰越严重,此外在换热管上附着大量粉尘。这是因为,管排数增多,增大了换热器表面积,使得气流中粉尘颗粒与换热器接触发生碰撞沉积概率增大,从而导致多管排数换热器越容易积灰。
图4给出了当翅片类型为开缝片、翅片间距为1.3 mm时,管排数对粉尘沉积量与压降的影响。
由图4(a)可知,随着管排数增大,换热器表面粉尘沉积量逐渐增大,同时粉尘沉积量达到稳定时所需时间逐渐减少。管排数为3的换热器样件表面积灰量比管排数为2与管排数为1的分别增加了54.4%和101.1%,管排数为3的换热器样件积灰达到稳定所需时间比管排数为2与管排数为1分别减少了18.6%和39.2%。这是因为,管排数增大,含尘气流在换热器样件间的流通面积增大,与换热器样件表面接触碰撞的粉尘颗粒数量增多,从而使得粉尘沉积量增大。
由图4(b)可知,随着管排数增大,积灰前后的空气侧压降逐渐增大,同时压降达到稳定时所需时间逐渐减少。积灰达到稳定时,管排数为1、2和3的换热器样件空气侧压降分别增加了248.7%、189.3%和167.6%,管排数为3的换热器样件压降达到稳定所需时间比管排数为2与管排数为1的换热器样件分别减少了52.2%和87.0%。这是因为,随着管排数增大,含尘气流在换热器翅片及换热管间的流通距离增大,阻碍含尘气流通过换热器样件,导致换热器空气侧压降增大。
4、结论
1)提高管排数有利于粉尘沉积,管排数为3的换热器样件表面积灰量比管排数为2与管排数为1的换热器样件分别增加了54.4%和101.1%。
参考文献:

[1]      ZHAN FL, TANG J J,DING G L, et al. Experimentalinvestigation on particle deposition characteristics of wavy fin-and-tube heatexchangers[J]. Applied Thermal Engineering, 2016, 99: 1039-1047.

[2]      唐家俊, 詹飞龙, 胡海涛, 等. 开缝翅片管换热器表面积尘与压降特性的实验研究[J]. 制冷学报(已录用).

[3]       MOFFAT R J. Describing theuncertainties in experimental results[J]. Experimental Thermal andFluid Science, 1988, 1(1): 3-17.

版权声明:本文内容作者:唐家俊、詹飞龙、胡海涛等,版权归属原作者,由制冷空调换热器技术联盟编辑整理,转载请注明来源。
(0)

相关推荐

  • 表冷器[表冷器]

    空调里的表冷器铝翅片采用二次翻边百页窗形,保证进行空气热交换的扰动性,使其处于紊流状态下,较大地提高了 表冷器 换热效率.  表冷器的铝翅片在工厂内经过严格的三道清洗程 序,金属清洗剂.超声波清洗.清 ...

  • 技术研究:湿工况下管排数对翅片管换热器表面积灰影响

    翅片管换热器由于具有传热系数高.单位体积 换热面积较大.容易制造等优点,已被广泛应用于房间空调器中. 当翅片管换热器用作蒸发器时,其表面经常处于析湿工况,此时空气中的颗粒物容易吸附在表面含有冷凝水的翅 ...

  • 清洗翅片、换热器、过滤器、冷却塔方法

    清洗翅片.换热器.过滤器.冷却塔方法 风柜翅片清洗 下面是常见的6排管表冷器的示意图.排数越多,表冷器越厚,表冷器的清洗就会越困难. 先用水对翅片进行冲洗 水清洗过后进行空调清洗剂喷洒 喷药后开始反应 ...

  • 【研究】房间空调器小管径翅片管换热器的分相参数模型

        本文为上海交通大学制冷与低温研究所和国际铜业协会项目课题研究内容,文章发表于2017年,主要研究成员:任滔.孙浩然.夏广辉.丁国良.郑永新.高屹峰.宋吉. 一:研究背景和研究目标 1.系统仿真 ...

  • 研究:开缝翅片管换热器表面积尘与压降特性

           翅片管换热器广泛应用于房间空调换热器,热阻主要集中在空气侧.为了减小空气侧热阻.提高换热效率,通常采用具有强化结构的翅片来代替平翅片.开缝翅片通过间断表面抑制边界层的增长以及冲条的前缘来 ...

  • 翅片厚度对翅片管换热器性能影响的分析

    翅片管式换热器是空调中最常用的换热器结构形式.换热器是空调器性能提升的关键技术,行业内对翅片管换热器的片型.管形.流路等进行了大量研究.本文通过对不同翅片厚度对应各种规格换热器进行数值模拟,分析翅片厚 ...

  • 技术研究:制冷剂种类与翅片管换热器管径的匹配特性

    翅片管换热器广泛应用于空调.热泵等领域,换热器的管径也越来越多样化.不同制冷剂的物性不同,对应的最佳换热器结构参数也应不同,在空调器换热器设计时应予以考虑,但目前这方面的研究较少.本文研究了冷凝工况下 ...

  • 波纹翅片管换热器表面粉尘沉积特性的实验研究

            波纹翅片管换热器广泛应用于居民住宅.商业建 筑和工业制冷空调系统中,但易受大气中粉尘,衣物.毛发和纸屑等颗粒物的影响,一旦粉尘污垢增大空气侧热阻并减小空气流通面积,就容易造成换热器换热 ...

  • ACR管、翅片、换热器技术发展趋势,你知道吗?

    关于制冷换热器,有四大方向值得我们关注: 1.适合长效性能换热器的设计原则. 中国质量认证中心(CQC)已于2012年5月发布了<空调器长效节能评价技术要求>,对空调的长效节能做了具体评价 ...

  • 【HETA】翅片管换热器设计10大步骤,不懂别说自己是干空调的

    关于翅片管和热管的换热热阻.换热公式.传热系数.翅片效率,我们已经在本公号上讲过不少,今天我们就以具体翅片管的设计,来看一看翅片管换热器的工艺设计步骤. 设计的出发点和依据就是传热公式,在以传热面积作 ...