其中两个重要的参数是密度和导热系数.许多研究表明霜层导热系数主要取决于密度,但也取决于霜层的微观结构,它是霜层结构,霜层内温度梯度引起水蒸气扩散及凝华潜热释放和霜表面粗糙度引起涡流效应相互作用的结果.因此,导热系数的变化比密度来得更加复杂,将前一时间步长内计算得到的霜层厚度及霜层表面温度作为计算下一时间步长内传热传质的边界条件;"将翅片管式换热器外侧空气的流动简化为平板间空气的流动,!方向的流速为零,不考虑管子对空气流动的影响,将管子部分的传热传质简化为具有 管壁温度的相应平板的传热传质计算(见图!);#由于翅片和管壁的热阻远小于霜的热阻,故将管壁和翅片在厚度方向上的导热忽!引言换热器的结霜是制冷空调应用中经常遇到的问题.结霜一方面减少了通过换热器的空气流量,另一方面霜层的热阻恶化了换热器的传热效果.换热器肋片表面结霜是一个极其复杂的过程.因为,肋片表面的结霜和肋片表面与流体之间复杂的传热传质现象有关,而流体的参数是随着时间和空间而变化的.此外,在结霜过程中,霜特性的变化使过程更加复杂化. 霜的结构及它的主要特点(密度,导热性等)已是许多研究者研究的课题,在霜层的成长过程中,表面温度随时间和空间位置发生变化,表面水蒸气分压力也随之变化,这将改变热边界层和扩散边界层的结构,从而导致传热传质速率随时间和空间位置的变化.
在这一领域里,研究活动最大的部分是直接针对简单的几何表面.翅片管式换热器几何形状比较复杂,过去对它结霜问题的研究大多数是实验性的[%],少数的理论研究中对空气侧的传热传质计算,采用非结霜工况下的经验公式,或是在此基础上做一些修正,而且一般不考虑霜层阻力引起风量下降这一因素,采用恒定迎面风速进行计算.本文从流体力学的基本方程出发,研究了翅片管式换热器的结霜特性,计算中考虑了霜层对空气流动的影响,采用不同的迎面风速进行计算,更符合换热器表面结霜的实际工况.
"数学模型建立与分析 根据动量,能量和质量传递原理,模拟翅片管式换热器空气侧结霜过程的传热传质.模拟时假设:!结霜过程是准稳态过程,即在时间步长内,空气流动是稳定的,同时空气及霜部分通过扩散进入霜层以增加霜层的密度.用于提高霜层密度的那一部分质量可以从扩散机理推导出如下计算式[+]: 霜是由冰晶及空气组成的多孔性物质,将霜的生长划为三个时期,即晶体生长期,霜层生长期和霜层充分生长期.一般认为,从主流湿空气中析出的水分,一部分用以提高霜层的厚度,!" |