تجزیه و تحلیل عوامل تأثیرگذار بر عملکرد انتقال حرارت مبدل حرارتی جریان موازی

1 تاثیر سرعت باد صورت بر ضریب انتقال حرارت سمت هوا
تاثیر سرعت بادهای مختلف روی ضریب انتقال حرارت سمت هوا. هنگامی که ارتفاع باله 6 میلی متر است و سایر پارامترها ثابت نگه داشته می شوند، ضرایب انتقال حرارت سمت هوا مربوط به آنها 142w/ (m2k) و 268w/ (m2k) زمانی که سرعت باد صورت 1.5m/s و 4.5m/s است، می باشد. به ترتیب. همچنین از شکل 2 تا 3 مشاهده می شود که در شرایط یکسان، ضریب انتقال حرارت سمت هوا با افزایش سرعت باد صورت افزایش می یابد و ضریب انتقال حرارت سمت هوا در سرعت کم سریعتر رشد می کند. منطقه با این حال، سرعت باد بحرانی برای کندانسورهایی با ساختارهای مختلف وجود دارد. هنگامی که سرعت باد از سرعت بحرانی باد تجاوز می کند، مقاومت سمت هوا به سرعت افزایش می یابد و انتقال حرارت به یک مقدار ثابت تمایل پیدا می کند. در طراحی بهینه سازی کندانسور جریان موازی، ساختار آن باید به گونه ای معقول انتخاب شود که سرعت باد روبروی آن کمتر از سرعت بحرانی باد باشد.
تاثیر ارتفاع دندان بر ضریب انتقال حرارت سمت هوا
هنگامی که سرعت باد صورت 3 متر بر ثانیه است و سایر پارامترهای ساختاری بدون تغییر هستند، ضریب انتقال حرارت سمت هوا 257w / (m2k) زمانی که ارتفاع دندان 5 میلی متر است. هنگامی که ارتفاع دندان به 8 میلی متر افزایش می یابد، ضریب انتقال حرارت در سمت هوا نیز به 158w / (m2k) کاهش می یابد. هنگامی که مبدل حرارتی جریان موازی تحت همان عرض لوله مسطح، تعداد لوله مسطح، سرعت باد صورت، ضخامت دندان و فاصله دندان قرار دارد، کاهش ارتفاع دندان می تواند قطر هیدرولیک طرف هوا را کاهش دهد، سرعت جریان جریان هوا را افزایش دهد. از طریق دندان، به منظور بهبود ضریب انتقال حرارت سمت هوا و بهبود انتقال حرارت مبدل حرارتی. با این حال، به دلیل افزایش انتقال حرارت، دبی مبرد افزایش می یابد، در حالی که تعداد لوله های تخت بدون تغییر باقی می ماند، به طوری که افت فشار مبرد افزایش یافته و اختلاف دما کاهش می یابد.
3. تاثیر فاصله دندان بر ضریب انتقال حرارت سمت هوا
در مبدل های حرارتی جریان موازی، فاصله تیغه های دندان نه تنها بر قطر هیدرولیک سمت هوا، بلکه بر راندمان جریان هوا نیز تأثیر می گذارد. این نشان می دهد که هنگامی که سرعت باد صورت 1.5 متر بر ثانیه است و سایر پارامترهای ساختاری بدون تغییر هستند، ضریب انتقال حرارت سمت هوا 109w / (m2k) زمانی که فاصله دندان 1.2 میلی متر است. هنگامی که فاصله بین دندان ها به 1.8 میلی متر افزایش می یابد، ضریب انتقال حرارت در سمت هوا به 99w / (m2k) کاهش می یابد. کاهش فاصله بین دندانه ها می تواند قطر هیدرولیک سمت هوا را کاهش دهد، سطح انتقال حرارت را در واحد طول مبدل حرارتی افزایش دهد، ضریب انتقال حرارت سمت هوا را بهبود بخشد و عملکرد انتقال حرارت مبدل حرارتی را بهبود بخشد.
تاثیر زاویه شاتر بر ضریب انتقال حرارت سمت هوا
اگر بیشتر هوا از طریق دریچه های صفحات دندان جریان یابد، انتقال حرارت بین بیشتر هوا و صفحات دندان موثر در نظر گرفته می شود. اگر بیشتر جریان هوا مستقیماً از طریق گذرگاه بدون دریچه های دندانه ها جریان یابد، انتقال حرارت بین بیشتر جریان هوا و دندان ها بی اثر در نظر گرفته می شود. بنابراین، ضریب انتقال حرارت در سمت هوا نیز ارتباط زیادی با زاویه پرده ها دارد.
ضریب انتقال حرارت در سمت هوا نیز از 127w/ (m2k) به 177w/ (m2k) افزایش می‌یابد زمانی که زاویه پرده‌ها از 18 درجه به 33 درجه تغییر می‌کند زمانی که سرعت باد صورت 3 متر بر ثانیه است. بنابراین، تحت شرایط فرآیند مناسب، می توان زاویه پرده ها را به طور مناسب افزایش داد تا ضریب انتقال حرارت در سمت هوا بهبود یابد.
تاثیر سایر عوامل بر عملکرد مبدل حرارتی جریان موازی
عملکرد مبدل حرارتی جریان موازی تحت تأثیر فاصله پرده ها، شکل میکروکانال لوله تخت و تعداد سوراخ های میکروکانال لوله تخت است. هنگامی که سرعت باد صورت 3 متر بر ثانیه است، ضریب انتقال حرارت در سمت هوا از 154w/ (m2k) به 158w/ (m2k) افزایش می‌یابد زمانی که فاصله شاتر از 0.8mm به 1.3mm افزایش می‌یابد. تغییر زیاد نیست این نشان می دهد که تغییر فاصله پرده ها تأثیر کمی بر ضریب انتقال حرارت سمت هوا دارد.
اشکال مختلف میکروکانال های لوله تخت بر عملکرد انتقال حرارت مبدل های حرارتی جریان موازی تأثیر می گذارد. عملکرد انتقال حرارت میکروکانال مثلثی بدتر از مستطیل شکل است و افت فشار بیشتر از مستطیل شکل است. برای همان عرض لوله مسطح، عملکرد انتقال حرارت میکروکانال مثلثی متخلخل کمتر از میکروکانال مستطیلی متخلخل است. فشار خروجی مبرد در میکروکانال مثلثی متخلخل 2.1 ~ 9.9 کمتر از فشار خروجی در میکروکانال مستطیلی متخلخل است و انتقال حرارت به میزان 17 تا 25 کاهش می یابد. اگرچه میکروکانال مثلثی متخلخل محیط خیس شدن مبرد را در زیر همان لوله مسطح افزایش می دهد. عرض، منطقه انتقال حرارت موثر افزایش نمی یابد، بنابراین عملکرد انتقال حرارت میکروکانال مثلثی متخلخل کمتر از میکروکانال مستطیلی متخلخل است. بنابراین، میکروکانال‌های مستطیلی متخلخل عمدتاً در مبدل‌های حرارتی جریان موازی استفاده می‌شوند. در عین حال، هرچه تعداد سوراخ های میکرو کانال در لوله تخت بیشتر باشد، عملکرد انتقال حرارت مبدل حرارتی بهتر است.
نتیجه
① ضریب انتقال حرارت سمت هوا با افزایش سرعت باد صورت افزایش می یابد. با این حال، به منظور کاهش نویز و کنترل سرعت باد صورت در محدوده سرعت باد بحرانی، با توجه به ساختارهای مبدل حرارتی جریان موازی مختلف، سرعت باد صورت باید در محدوده معقولی کنترل شود.
② تحت شرایط خاص، کاهش ارتفاع و فاصله دندان ها می تواند قطر هیدرولیک طرف هوا را کاهش دهد، ضریب انتقال حرارت طرف هوا را بهبود بخشد تا عملکرد انتقال حرارت مبدل حرارتی را بهبود بخشد.
(3) عوامل دیگری مانند زاویه و فاصله دریچه ها نیز تأثیر خاصی بر ضریب انتقال حرارت سمت هوا دارند، اما تأثیر آن اندک است. در عین حال، شکل میکروکانال لوله تخت و تعداد سوراخ های میکروکانال لوله تخت نیز بر عملکرد جریان و انتقال حرارت مبرد در میکروکانال تأثیر می گذارد.