微通道换热器在制冷压缩冷凝机组中的应用研究

论文摘要

微通道换热器作为新型高效换热器,已广泛应用于汽车空调换热器,并且正在家用空调中推广使用。本文研究了微通道换热器在工业冷冻冷藏领域的制冷压缩冷凝机组中的应用。研究包括微通道换热器在制冷压缩冷凝机组中的设计,微通道换热器仿真与优化和微通道换热器试验。文章给出了微通道换热器换热面积计算公式,选取了可以应用于微通道计算的换热系数计算关联式。基于研制的新压缩冷凝机组样机开发探讨了微通道换热器的设计方法。给出了用于计算微通道换热器总传热系数的工程估算公式。微通道换热器仿真与优化采用分布参数法进行。根据仿真结果,分析了微通道换热器制冷剂侧传热系数、制冷剂压降、总传热系数沿换热器长度方向的变化趋势。以最轻重量和最大散热量为优化目标,对微通道换热器的流程布置,扁管和翅片宽度,扁管高度,翅片间距,翅片高度,薄片数量,百叶窗间距,百叶窗角度进行了优化。微通道换热器试验研究分成两部分：第一部分为利用房间热平衡法测量了微通道换热器的散热量,依此来判定仿真模型的实用性；第二部分为比较传统的管翅式换热器和微通道换热器在压缩冷凝机组中的应用。试验结果表明,微通道换热器仿真结果与试验值偏差较小,微通道换热器替代管翅式换热器后,制冷系统性能明显提升。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 微通道换热器及研究现状
• 1.3 制冷压缩冷凝机组及研究现状
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第二章 微通道换热器选择设计
• 2.1 几何参数
• 2.1.1 微通道扁管几何参数
• 2.1.2 翅片几何参数
• 2.2 换热系数及压力损失
• 2.2.1 制冷剂侧传热系数及压力损失
• 2.2.2 空气侧传热系数及压力损失
• 2.2.3 总传热系数
• 2.3 设计方法
• 2.4 本章小结
• 第三章 微通道换热器仿真与优化
• 3.1 微通道换热器仿真
• 3.1.1 物理模型
• 3.1.2 数学模型
• 3.1.3 计算单元划分
• 3.1.4 EES仿真
• 3.2 微通道换热器优化
• 3.2.1 流层布置
• 3.2.2 扁管和翅片宽度
• 3.2.3 扁管高度
• 3.2.4 翅片间距
• 3.2.5 翅片高度
• 3.2.6 薄片数量
• 3.2.7 百叶窗间距
• 3.2.8 百叶窗角度
• 3.3 本章小结
• 第四章 微通道换热器试验研究
• 4.1 试验系统介绍
• 4.2 试验内容
• 4.2.1 试验目的及原理
• 4.2.2 试验步骤及注意事项
• 4.2.3 试验结果及分析
• 4.2.4 试验误差
• 4.3 本章小结
• 第五章 总结和展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录1 EES主程序
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果