【摘要】：圓柱形翅片管換熱器,是應(yīng)用在圓筒式空調(diào)機(jī)組中的一種新型換熱器。它克服了常規(guī)矩形斷面翅片管換熱器冷凝水飛濺、過渡季節(jié)旁通困難等問題。對(duì)換熱器而言,傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)選型和換熱性能研究需要通過復(fù)雜的手工計(jì)算和基于大量的性能試驗(yàn),人力和時(shí)間成本高,效率較低。而利用數(shù)學(xué)建模的方法建立圓柱形翅片管換熱器的模型算法,能夠快速高效完成換熱器的數(shù)字化設(shè)計(jì)和性能分析計(jì)算。無論對(duì)圓筒式空調(diào)箱企業(yè)的生產(chǎn)開發(fā)還是對(duì)這種新型換熱器的推廣使用都具有重要意義。本文進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作:一、綜合分析圓柱形翅片管換熱器的物理結(jié)構(gòu)特點(diǎn),引入與之契合的分排參數(shù)模型并據(jù)此提出了換熱器各排換熱管的結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算方法。利用數(shù)學(xué)、物理方程建立了換熱器在干工況和濕工況下的傳熱傳質(zhì)模型,同時(shí)給出了換熱性能參數(shù)的計(jì)算公式,為換熱器的建模計(jì)算提供基礎(chǔ)。二、利用數(shù)學(xué)建模的方法,建立了圓柱形翅片管換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算的分排參數(shù)模型,并運(yùn)用二分迭代法進(jìn)行算法的求解。模型能在已知循環(huán)風(fēng)量和出水溫度的設(shè)計(jì)模式下,計(jì)算確定換熱器所需的結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)計(jì)算后還需進(jìn)行校核計(jì)算,確定實(shí)際運(yùn)行參數(shù)。另外,對(duì)模型算法的收斂性與穩(wěn)定性進(jìn)行了研究,保證算法迭代的收斂和運(yùn)行穩(wěn)定。三、基于分排參數(shù)法建立了圓柱形翅片管換熱器的性能仿真計(jì)算模型,該模型能夠計(jì)算不同結(jié)構(gòu)換熱器在不同工況下的換熱性能,并通過與測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比驗(yàn)證仿真計(jì)算模型的可靠性。在性能仿真計(jì)算算法的基礎(chǔ)上,研究了換熱器各性能參數(shù)隨工況參數(shù)的變化規(guī)律。分析圓柱形翅片管換熱器的變工況特性,能夠指導(dǎo)圓柱形翅片管換熱器的運(yùn)行調(diào)節(jié)與結(jié)構(gòu)優(yōu)化。四、基于上述模型開發(fā)了圓柱形翅片管換熱器數(shù)字化設(shè)計(jì)與性能分析軟件。軟件能對(duì)圓柱形翅片管換熱器進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)計(jì)算以及制冷/制熱工況下的性能仿真計(jì)算、變工況或變結(jié)構(gòu)計(jì)算。計(jì)算結(jié)果可以以常用文檔格式輸出,方便數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)和有效利用。同時(shí)擴(kuò)展了軟件的圖形輔助分析功能,增添了空氣處理過程線在濕空氣焓濕圖中的動(dòng)態(tài)顯示以及換熱器結(jié)構(gòu)圖紙輸出兩部分功能,輔助換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與換熱性能分析。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TK172
【圖文】：

的背景及意義式空氣處理機(jī)組是中央空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，集送風(fēng)、冷卻回收、空氣凈化、消音等多種功能于一體。傳統(tǒng)的組合式空調(diào)形的結(jié)構(gòu)形式，其換熱設(shè)備基本為平面翅片管換熱器。為了突調(diào)機(jī)組冷凝水飛濺、過渡季節(jié)旁通困難等限制，現(xiàn)在已有企業(yè)形的空氣處理機(jī)組[1]（圓筒式空氣處理機(jī)組），并投入到實(shí)際使氣處理機(jī)組外殼結(jié)構(gòu)為圓形模數(shù)化設(shè)計(jì)，采用定制圓形無縫空下優(yōu)勢(shì)：（1）機(jī)組漏風(fēng)率極低，可做到 0~0.3%，密封性好；（氟阻燃型發(fā)泡聚氨酯保溫材料，防冷橋性能優(yōu)越（冷橋因子3）機(jī)械強(qiáng)度高（防變形），圓形殼體解決了正負(fù)壓強(qiáng)度問題；（防漏水），水從圓形殼體底部排出；（5）節(jié)省空間，減少機(jī)房面；（6）直通性能突出，無需擋水板，過渡季節(jié)可通過端面閥門直效果；（7）節(jié)能節(jié)電，殼體漏風(fēng)率低、漏冷損失小，能效比上

圖 1-2 圓柱形翅片管換熱器實(shí)物圖Fig. 1-2 Picture of cylindrical fin-and-tube heat exhcanger熱器而言，產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計(jì)選型需要基于大量的性能間成本較高。對(duì)換熱器進(jìn)行數(shù)學(xué)建模計(jì)算，實(shí)現(xiàn)換熱短產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計(jì)周期，還能夠?qū)Ψ浅Ｒ?guī)工況、結(jié)工況進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，通用性強(qiáng)。通過建立能反映所研熱情況進(jìn)行性能仿真、分析，能夠預(yù)測(cè)、分析換熱器代替部分實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行換熱器變工況運(yùn)行工況調(diào)節(jié)、優(yōu)化具有指導(dǎo)意義。結(jié)合以上原因，對(duì)換熱器進(jìn)行計(jì)算，有著極其重要的意義。形翅片管換熱器這種新型換熱器，其應(yīng)用目前處于起步用。它作為換熱的核心部件，對(duì)空氣處理機(jī)組的整體、變工況性能）有著決定性的影響。針對(duì)特定運(yùn)行環(huán)片管換熱器，需要基于性能的分析，如果選擇結(jié)構(gòu)、負(fù)荷，則會(huì)影響機(jī)組的整體效果，對(duì)被控環(huán)境中用戶的

集中參數(shù)模型不精細(xì)，但不能很好反映換熱器的分排參數(shù)模型作為換熱器計(jì)對(duì)作為換熱單元的單排換熱管中包括基本物理守恒方程以及型是斷面為圓形、換熱管為圓弧維結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示。換熱器次排布的圓弧換熱管，翅片方圓柱形翅片管換熱器的計(jì)算有空氣經(jīng)過換熱器的流向不相同；器各排換熱管結(jié)構(gòu)相同，而圓柱

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2783445