热质传递的国际期刊

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1、热质传递国际期刊54（2011）2234-2240热质传递的国际期刊关键词：翅片传热换热器空气-水扩展表面摘要：这项课题研究了在高雷诺数（4000-13000）范围内，翅片间距和翅片物质对波纹翅片管换热器供风端特性的影响。测试样本是由含不同翅片间距(fp=3.2,4.2and6.2mm)的铜和铝组成的。研究发现从纯计数器和并联电路的排列中提出的一次平均效率方程可以很好地表示当前z模型排列的效率-传质单元数关系。试验结果表明在传热特性中（科尔本j因子）翅片间距让人怀疑是无关紧要的影响。然而，当翅片间距增加到fp=6.2mm时，一种摩擦系数的可检测的增加是显而易见的。另一方面，

2、翅片材料对于空气侧性能的影响是可以忽略不计的。1.简介在包含热传递的很多工业过程中，换热器是热力系统中的一个基本设备。工业应用的换热器中，其中一个最有利的配置是以翅片管换热器的形式存在的。通常这种类型的换热器，主导热阻是在换热器的供风端。因此提高翅片的几何结构是增强传热性能的一个方法。许多翅片配置如光滑翅片、开缝翅片、百叶窗翅片、圆形翅片、环形翅片、螺旋翅片、复合翅片等已经在各种工业应用中使用了。在上述翅片配置中，螺旋翅片易于生产，它在工业服务中是很普遍的。然而，关于螺旋翅片管换热器的空气侧性能的研究却很少。根据这些文献，波纹螺旋翅片在工业应用中是相当可靠的。上述研究中，N

3、untaphan等人是唯一用实验研究翅片间距对波纹螺旋翅片管换热器的空气侧性能的影响。但是，这项研究只讨论了空气前缘速度（0.5-1.5m/s）很低时的影响。实际上，特别是工业服务，运行速度通常要高很多。因此，本研究的主要目的是扩大受翅片间距影响的螺旋式换热器的适用范围（Vfr达到6m/s）。此外，翅片材料对空气侧性能的影响也在研究中。热质传递国际期刊54（2011）2234-22401.数据简化当前的工作是采用Wongwises和Chokeman的试验装置进行的，包括测试部分、供气、水环、测试设备和数据采集。空气和热水作为工质。相关部件的详细说明可以从以往的研究中看到。实

4、验中，进水温度和水流量是固定的，而空气流量是改变的。之后测试在试验条件稳态时进行，如表1所示。热交换器的测试是由翅片管配置组成的，这种配置包含以铜或铝作为翅片的铜管。被测试的翅片管换热器的热水侧电路布局和详细尺寸如图1所示。波纹螺旋翅片图案的照片如图2所示。换热器的几何参数总结在表2中。测验在稳态条件下进行，总阻力可以从传质单元的UA积获得(ε-NTU)，然而总阻力是各个阻力的和，如下：1/UA=1/hiAi+ln(do/di)/(2πktL)+1/(ηohoAo)（1）错流中一种流体的混合和另一种流体不混合的ε热质传递国际期刊54（2011）2234-2240-NTU关系

5、被用来确定总传热系数。从图1中可以看出，当前的混合电路布置是平行和逆向错流的结合。从先前的讨论中可知，多通道平行错流和多通道逆向错流配置的ε-NTU关系可以从参考文献[9-11]中获得，如式（2）和式（3）所示：对于Nrow=2的多通道逆向错流：εc=1-[K/2+（1-K/2）e2K/C*A]-1,K=1-eNTUA(C*A/2)(2)对于Nrow=2的多通道平行横流：εp=(1-K/2)(1-e-2K/C*A),K=1-e-NTUA(C*A/2)(3)在C*=Cmin/Cmax和Cc/Ch或Ch/Cc等同的情况下，ε的值取决于冷热流体的热容率。然而，用于该实验的多通道平

6、行和逆向错流是多通道平行错流的结合。因此它可以合理使用式（4）中的平均值关系，如下：εpc=(εp+εc)/2Nrow=2(4)Nrow=2时，线路布置的原理图如图3所示。数据简化的进一步细节可以从Wongwises和Chokeman的研究中看到。精馏径向翅片的效率是基于Gardner等人的推导。hf=〔2ψ/φ(1+ψ)〕〔I1(φRo)K1(φRi)-I1(φRi)K1(φRo)〕/〔I1(φRi)K1(φRo)-I1(φRo)K1(φRi)〕(5)φ=(ro-ri)3/2〔2ho/(KfAp)〕1/2(6)因此空气侧的传热系数（ho）可以通过式（1）计算出。换热器的空

7、气侧传热特性通常以无量纲的科尔本j因素为依据：j=Nu/(RedoPr1/3)=〔ho/(ρaVmaxCP)〕(Pr)2/3(7)热质传递国际期刊54（2011）2234-2240摩擦特性被称为范宁摩擦系数，正如Kays和London所描述的：f=（Amin/Ao）（ρm/ρ1）〔（2ΔPρ1/Gc2）-（1+σ2）（ρ1ρ2-1）〕(8)当Gc是基于最小自由流动面积的空气质量流量时，Ao是总传热面积，Amin是最小流动面积。这项实验是根据ANSI/ASHRAE33标准进行的，这项标准中空气、波纹螺旋翅片的水和管换