流动和传热特点在三个不同的换热器的几何图形

一项新的研究认为百叶式的鳍热交换器,如上所述在《华尔街日报》能量。他们交换热量的能力由于更多面积的可访问性,但它们也造成最大的压力下降。

研究:由多孔传热增强,百叶式的翅片热交换器。图片来源:kkssr / Shutterstock.com

换热器设备及其使用2020欧洲杯下注官网

热交换器之间传输热能两个或两个以上的媒体,这可能是油或fluid-gas系统。传热过程是仔细检查而设计热交换器,其中可能包括许多类型的传热。

热交换器广泛应用于各种领域的经济控制加热或冷却流流,蒸发,管理或监控凝结是必需的,如通风和空调系统(HVAC),能源生产行业,化学加工和生产设施。

(一个)多孔纯翅片换热器的照片,(b)多孔孔的安排,(c百叶式的鳍热交换器,d)百叶式的鱼鳍的形状。图片来源:Atwieb, M。,et al .,能量

分析和设计的热交换器

专业知识和坚持这些在整个设计阶段确保适当和有效运作的关键。热交换器的分析和设计方法近年来显著提高作为一个在这个领域深入研究的结果,还有目前把重点放在优化这些系统。

本研究的主要目标是提高传热速率,减少泵费用,以及相关支出热交换器的尺寸和重量。一般来说,优化技术可以分为两类:主动和被动。外部力量是用来驱动第一类传热性能。

的变化(问_avg[W])对V_一个对各种热交换器;(一个)水流速0.12米³/ h, (b)水流速0.18米³/ h, (c)水流速0.24米³/ h, (d)水流速0.3米³/ h和(e)水流速0.36米³/小时。图片来源:Atwieb, M。,et al .,能量

以前的方法检测效率

实验方法为确定创建不同的传热技术的效率。获得的对流系数是用来量化过程的性能。

鳍的影响(厚度、间距)和管(行)的典型因素对流动和传热特性也被调查。研究人员发现,翅片厚度和间距只有一个小对流动和传热特性的影响。

它是建立一个原型模型测试蒸汽和冷凝形成过程中传热系数使用热交换器管他们扩大底层概念的使用各种各样的对流换热情况,指出设计工程师处理热困难将会从中受益。

限制

大多数研究集中在穿孔的简单安排普通的鳍,几乎没有信息在复杂的穿孔鳍。很少有信息关于装有百叶窗板的鳍。

穿孔是用来提高热交换器的被动传热。鳍穿孔的影响在局部和全局性能指标是一个重要的和持续的研究领域,更值得调查。

此外,大部分的设计方程提供了一个非常狭窄的范围,不考虑各种几何特征如鳍,间距,穿孔的存在。

比较预测(通过方程(9)和(10))和实验值(一个科尔伯恩)j因子和(b)范宁性因子(c科尔伯恩)平原鳍因子(d)普通鳍范宁的因素。图片来源:Atwieb, M。,et al .,能量

新的研究过程

这个新发现的稳态传热和热性能评估各种鳍设计(平原、百叶式的和穿孔鳍)热交换器实验。科尔伯恩新机械评估技术因素和范宁摩擦系数雷诺数的函数和热交换器创建形状及其误差估计的利润使用实验结果进行调查。这些方程将援助建设和优化这些热交换器设置。

结果表明百叶式的鳍是最好的之一

多管的几何布局multi-fin热交换器是新创建的。为了创建的配置进行严格的实验分析使用三种不同的换热器几何形状:平原,平原,穿孔,百叶式的翅片热交换器。在试验和检查的压力降和热传递数据,得到了几个重要的发现。

生成的百叶式的鳍的最大传热速率摄入空气和水流速,所以速度。这是归因于增加可用的传热面积。相比其他两个设计,它还产生的最大压力损失。

此外,虽然小说穿孔设计创建了一个稍大的压降比平原鳍设计由于穿孔形成的漩涡,它演示了改善传热特性相比,平原和百叶式的鳍模型。在相当低的水流速,增加相当高。

利用这个实验

实验数据被利用为优化设计开发一套创新的经验方程,可用于预测热交换器的传热和压降特性由柯尔伯恩表示,范宁的因素。

方程被创建为热交换器的几何特征的变量,我们表明,他们的表现是在可接受的利润率15%的误差对实验结果。

参考

Atwieb, M。,et al。(2022)。由多孔传热增强,百叶式的翅片热交换器。2022年的能量,15 (2),400;发表:2022年1月6日https://www.mdpi.com/1996-1073/15/2/400

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