多元平行流蒸发器数值模拟及性能优化

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1、中南大学硕士学位论文多元平行流蒸发器数值模拟及性能优化姓名：邓敏锋申请学位级别：硕士专业：供热、供燃气、通风及空调工程指导教师：廖胜明20070501摘要多孔扁管换热器空气侧采用高性能的百叶窗翅片，制冷剂侧采用小水力直径的多通道扁管，被认为是一种高效、紧凑换热器。多元平行流换热器是在管带式换热器基础上发展起来的一种新型多孔扁管换热器，已广泛应用于汽车空调系统中的冷凝器，近年来又被推广应用到汽车空调蒸发器、家用空调等很多领域，以取代传统的翅片圆管换热器。本文用数值模拟的方法研究了百叶窗翅片流动和换热特性，数值计算结果与实验关联式的计算结果进行了比较，两者具有很好

2、的一致性；模拟分析了翅片间距、百叶窗间距和百叶窗角度对空气侧流动和传热的影响；用能量平衡的方法建立了数学模型，对影响蒸发器性能的主要参数进行了研究。研究结果表明，随着翅片间距的减小，翅片的综合性能是不断增加的；存在一个最佳的百叶窗间距和百叶窗角度，使翅片的综合性能最好，但是当翅片间距不同时，最佳的百叶窗间距不同，而最佳的百叶窗角度相同；提高制冷剂质量流量、增加流程数、减小扁管内通道尺寸都能够提高蒸发器换热性能，但这种变化呈变缓的趋势，同时管内压降也增大；流程间扁管数的分配比例也影响蒸发器的换热性能和管内压降，存在一个流程问扁管数最佳比例，使换热量最大，管内压降

3、最小；蒸发器放置角度对制冷剂侧压降也有一定的影响。本文研究结果为多元平行流蒸发器的设计和优化提供了重要的参考。关键词多元平行流，细通道，蒸发器，数值模拟，优化ABSTRACTMulti-portextrudededtubeheatexchangerswithflatmicrochanneltubesandhighperformancefoldedlouveredfmsarethinkedofasakindofcost-effectivecompactheatexchanger．Multi-unitparallelflowtypeheatexchangersa∞

4、newtypemulti-portextrudededtubeheatexchangerbasedOilband-tubeheatexchanger,andtheyhavebeenwidelyusedinautomotivecondensers．Becauseoftheirsuperiorperformancetheyarcnowbe．：lgconsideredforuseinautomotiveevaporators，residentialair-conditionersetc，andtheywillbeoneofthepotentialalternativ

5、esforreplacingtheconventionalfinned-roundheatexchangers．Theheattransferandpressuredropcharacteristicoflouveredfinsa糟numericallyinvestigated,andtheresultsofexperimentalandnumericalsimulationarecompared,andtheyhavegoodconsistency．Simulationsarcperformedforvaryingfinpitch，louverangle，a

6、ndtheimpactofthesegeometriesonheattransferandpressuredropisanalyzed．Theenergybalancemethodhasbeenusedtosetupmathematicmodel，theeffectsofmajorparametersOnmulti-unitparallelflowtypeevaporatorwereanalyzed．11舱resultsoftheinvestigationssuggestthattheoverallplerfb地觚ceoffinsCallbeimprovedw

7、ithdecreaseoffmpitch；therearcoptimizedlouverpitchandlouverangle，andtheoverallperformanceoffinsisthebest,whenfinpitchvary,theoptimizedlouverpitchisdifferent，whiletheoptimizedlouverangleisthesame；theheattransferperformanceofevaporatorcouldbeimprovedbyincreasingrefrigerantmassflowrate，

8、increasingpassnumbe