Бесконечный теплообменник

Бесконечный теплообменник

Термообменник с крыльями и трубками является наиболее широко используемым теплообменником в холодильной и кондиционерной промышленности.и медные трубы и алюминиевые плавники являются основными компонентами теплообменника с плавникамиОбычно считается, что основное тепловое сопротивление теплообменников с трубками с плавниками находится на воздушной стороне.так как проектировать более эффективные плавники всегда был главным приоритетом исследования плавниковых труб теплообменникаПромышленность разработала усиленные поверхности, такие как гофрированные листы, мосты, оконные проемы и различные плавники с вихревыми генераторами.

Требуете предложение?commercial@bestfintube.com

Одним из направлений развития медных труб является уменьшение диаметра, и были применены трубы 5 мм. Однако по мере того, как диаметр трубы становится все меньше и меньше,доминирующая роль плавников в теплопередаче ослабевает, даже без плавников, в результате чего получается Micro Bare Tube Heat Exchanger, или Finless Heat Exchanger.

Исследование Университета Мэриленда [1] показывает, что при диаметре трубки менее 1 мм теплообменник без крыльев может достичь такой же компактности, как и теплообменник с мелкими крыльями.и чем меньше диаметр трубыКак показано на рисунке 1, абсцисса - это диаметр трубы,и ординат - площадь теплообмена на единицу объема (обычно используется для измерения компактности теплообменника)Для обычных диаметров труб теплообменники с оперениями более чем в 20 раз компактнее, чем теплообменники без оперений.теплообменник с плавниками в два раза компактнее теплообменника без плавниковЕсли диаметр трубки будет еще меньше, компактность теплообменника без плавков будет близка к теплообменнику с плавками.площадь теплообмена теплообменника без плавника не сильно отличается от площади теплообмена типа с плавниками в том же объеме, и роль плавника как "расширенной поверхности" больше не существует.

Фиг.1. Изменение компактности теплообменника с диаметром трубы (Источник: Ref. [1])

На рисунке 2 показано сравнение коэффициентов теплопередачи с оперением и без оперения, где абсцисса - это стоимость теплопередачи - распределение потребления энергии на единице теплообменной площади.Можно увидеть, что есть пересечение между двумя кривымиНа правой стороне этого пересечения коэффициент теплопередачи бескрылого типа выше, чем у типа с плавниками, когда стоимость теплопередачи одинакова.

Рисунок 2 Сравнение коэффициентов теплопередачи между типами с оперением и без оперения (Источник: Ref. [1])

Как вы можете себе представить, еще одним преимуществом этого типа микрофлуоресцентных теплообменников является значительное снижение заряда хладагента.Исследователи из Университета Чжэцзян [2] использовали аналогичный теплообменник с низким освещением трубки для бытового расщепленного кондиционера R290.Микрофлуоресцентный теплообменник, который они разработали, по структуре похож на теплообменник с параллельным потоком.как показано на рисунке 3Труба для теплообменника представляет собой трубу из нержавеющей стали с наружным диаметром 0,58 мм. Фактический продукт показан на рисунке 4.

Фиг.3. Схематическая схема теплообменника трубки с низким освещением (источник: Ref. [2])

Фиг.4. Конденсатор (слева) и испаритель (справа) с использованием теплообменника трубки с низким освещением (Источник: Ref. [2])

Исследователи из Университета Мэриленда также разработали двугранный голый теплообменник на основе теории фрактальной геометрии [3], схематическая схема которой показана на рисунке 5.Результаты численного моделирования показывают, что когда внешний диаметр трубы равен 00,8 мм, the air side heat transfer coefficient of the bifurcated light tube heat exchanger is 15% higher and the pressure drop is reduced by 4-12% compared with the straight tube microfluorescent tube heat exchangerОни также использовали 3D-печать для создания физического объекта (см. Рисунок 6) для тестирования. К сожалению, было сообщено, что только падение давления на воздушной стороне было протестировано из-за утечки.

Фиг.5. Схематическая диаграмма теплообменника с двустворчатой люминесцентной трубкой (Источник: Ref. [3])

Фиг.6. 3D-печать образца двустороннего флуоресцентного теплообменника трубы (Источник: Ref. [3])

Стоит отметить, что, несмотря на вышеупомянутые преимущества микрофлуоресцентных теплообменников, недостатки также очевидны.(1) количество труб в теплообменнике трубы с низким освещением очень большое2) Как обрабатывать микрофлуоресцентные трубки с использованием традиционных методов; 3) Когда длина трубки длинная,как убедиться, что микрофлуоресцентная трубка не изгибается и не деформируетсяВ целом, микрофлуоресцентный теплообменник трубки все еще находится на ранней стадии исследований, и преимущества и недостатки зависят от дальнейшего открытия практиков.

Ссылки

[1] Bacellar, D., V. Aute, Z. Huang и R. Radermacher (2017)."Оптимизация конструкции и валидация высокопроизводительных теплообменников с использованием оптимизации с помощью приближения и аддитивного производства." Наука и технологии для построенной среды 23 (((6): 896-911.

[2] Чжоу, В. и З. Ган (2019). "Потенциальный подход к снижению заряда R290 в кондиционерах и тепловых насосах". Международный журнал охлаждения 101: 47-55.

[3] Хуан, З., Ж. Линг, Ю. Хван, В. Ауте и Р. Радермахер (2017). "Проектирование и численное параметрическое исследование компактного воздушно-охлаждаемого теплообменника." Наука и технологии для построенной среды 23(6)970-982.