流致振动强化平板新风换热器性能的实验研究

论文摘要

随着生活水平的不断提高,人们对室内环境提出了更高的要求,空调在建筑中得到广泛的应用。在能源的消耗中,建筑能耗占总能耗的比重相当大,发达国家的建筑用能一般占到全国总能耗的30%-40%,而采暖制冷能耗则占建筑能耗的30%左右。为了节省能源,建筑的密封性能越来越好,导致室内的空气品质较差,为了改善室内的空气品质,需要向室内引入大量的新风,这样就使得建筑能耗增加,所以采用新风换热器来回收引入新风时所浪费的能量。目前市场出现的某些节能通风换热设备,如转轮式换热器、热管换热器、中间热媒式换热器、板翅式换热器等,存在交叉污染、成本高、效率低、运行费用高、维护难、操作条件苛刻、体积重量大等问题。为此,本研究尝试采用价格低廉的塑料材质来制作换热器,研究发现塑料薄膜在小风量的影响下会产生振动,提高了传热效率,但是这种流体诱导的薄膜振动产生的强化传热具体机理没办法获得,所以进而对单层膜进行人为激励振动的方法来分别研究振幅、频率对传热的影响。在固定频率的条件下,研究振幅对传热的影响;在固定的振幅下研究频率对传热的影响。大量实验研究结果表明:由于流体诱导振动的原因,换热器的换热效率可以提高30%,换热器的换热效率接近90%;在固定振幅的条件下,随着振动频率的增加,冷风与热风进口温差对传热影响越来越小,换热效率趋于稳定;在固定频率的条件下,随着振幅的增加,换热效率得到提高。振幅的增加对传热的增强效果比频率增加对传热的影响大。新风换热器的传热特性研究为换热器进一步优化指明方向,提供实验基础。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 研究背景
• 1.2 新风换热器的必要性及分类
• 1.3 对流换热强化技术的分类及发展
• 1.3.1 对流换热强化技术的分类
• 1.3.2 对流换热强化技术的发展
• 1.4 壁面振动对流换热的研究进展
• 1.4.1 流致振动的研究
• 1.4.2 人为激励振动的研究
• 1.5 本文研究内容
• 第二章 流致振动强化传热的总体性能研究
• 2.1 实验装置
• 2.1.1 板式新风换热器
• 2.1.2 实验流程
• 2.1.3 实验方案
• 2.2 实验结果与讨论
• 2.2.1 效率计算公式
• 2.2.2 振动对效率的影响
• 2.2.3 温差对效率的影响
• 2.2.4 风量对效率的影响
• 2.3 本章小结
• 第三章 人为激励振动的研究
• 3.1 实验装置
• 3.1.1 实验用材料
• 3.1.2 实验系统搭建及构成
• 3.2 实验结果及处理
• 3.2.1 频率对换热的影响
• 3.2.2 温差对传热的影响
• 3.2.3 风量对传热的影响
• 3.2.4 振幅对传热的影响
• 3.3 本章小结
• 第四章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 主要符号说明
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢