翅片管散熱器的銅管與鋁翅片之間容易發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),在鋁翅片表面形成一層三氧化二鋁,增大換熱器傳熱熱阻,影響換熱器乃至整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的性能。對(duì)翅片管換熱器分別進(jìn)行48h和96h的鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn),然后對(duì)腐蝕前后的實(shí)驗(yàn)樣件測(cè)試其傳熱及壓降特性,結(jié)果表明,翅片管蒸發(fā)器經(jīng)鹽霧腐蝕以后,其風(fēng)阻變化在5Pa以內(nèi),而換熱量最多會(huì)降低12.5%,總的傳熱系數(shù)最多會(huì)減少16.6%,傳熱熱阻最多會(huì)增加20%。
翅片管散熱器廣泛應(yīng)用于制冷、空調(diào)、石油、化工等工業(yè)領(lǐng)域。多年以來,對(duì)翅片管散熱器熱力性能的研究主要集中在強(qiáng)化傳熱方面,強(qiáng)調(diào)采用各種措施來較大限度地增強(qiáng)換熱能力,但是卻忽略了在增強(qiáng)換熱能力的同時(shí)有用功耗增大幅度可能會(huì)更大的不足
1998年,清華大學(xué)過增元院士及其合作者[1]利用能量方程在熱邊界層內(nèi)積分對(duì)邊界層的流動(dòng)特性進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)減小速度矢量與溫度梯度之間的夾角是強(qiáng)化對(duì)流換熱的有效措施。同時(shí)他們又結(jié)合影響翅片管熱力性能的主要結(jié)構(gòu)參數(shù):翅片類型、翅片間距、管排數(shù)、管徑和管間距等,認(rèn)為管間距是影響速度矢量和溫度梯度之間夾角的重要因素。許文[2]一書也敘述了管間距與換熱器整體性能之間的關(guān)系,并且陳述了一種等流速排列的概念,即通過調(diào)整管間距來使管間流通截面積相等,認(rèn)為等流速排列避免了流體周期性的加速和減速,因而可以減少能量損失,實(shí)現(xiàn)節(jié)能。由此看來管間距對(duì)翅片管散熱器的性能影響是比較大的,因此對(duì)其研究有著重要意義。

(1)到目前為止,管束管間距排列對(duì)翅片管散熱器性能影響的研究已經(jīng)有了一定基礎(chǔ),但由于試驗(yàn)條件的限制,大多數(shù)研究者的試驗(yàn)范圍較窄,由于管束尺寸結(jié)構(gòu)不連續(xù),關(guān)聯(lián)式的擬合多少還存在著缺陷,試驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)處理方法的差異,以及不同的翅片及基管類型等因素導(dǎo)致了其所得關(guān)聯(lián)式和結(jié)論在實(shí)際工程應(yīng)用中受到限制,因此,需要對(duì)管束排列做進(jìn)一步研究。

(2)由于翅片管型式的多樣性,還沒有形成統(tǒng)一的對(duì)比標(biāo)準(zhǔn),所以還很難形成大家比較認(rèn)同的統(tǒng)一結(jié)論,這一點(diǎn)從以上國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀中就可以看出。對(duì)于管間距對(duì)翅片管散熱器性能的影響,不同的基管、翅片型式、排列方式和結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)所得到的試驗(yàn)結(jié)論還難以做到統(tǒng)一。

(3)等流速排列方式是通過調(diào)整管間距來實(shí)現(xiàn)氣流流過管間截面速度近似相等,與常規(guī)的正三角形排列方式相比,其縱向管間距與橫向管間距之比較小。由于這種新型排列方式減小了速度脈動(dòng),從而流動(dòng)阻力降低明顯。另外,該排列方式具有較好的速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)協(xié)同性,對(duì)提高換熱器整體性能有重要意義。但是考慮到流過管束時(shí)氣流物性的變化和流態(tài)的復(fù)雜性,要想得到確切優(yōu)化管束排列參數(shù),還需要對(duì)等流速排列方式做進(jìn)一步理論和試驗(yàn)的研究。

(4)等流速排列方式等優(yōu)化的管束排列結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)滿足一定換熱要求下的低流動(dòng)阻力特征,可節(jié)約能量,有著重要的應(yīng)用場(chǎng)合。比如電站的直接空冷系統(tǒng)的空冷器(為了節(jié)省風(fēng)機(jī)的運(yùn)行功率,要求翅片管空冷器的風(fēng)阻較?。?/span>、用于汽車或飛機(jī)空氣動(dòng)力性能試驗(yàn)的大型風(fēng)洞試驗(yàn)系統(tǒng)中的翅片管散熱器(用于加熱或冷卻空氣,由于與試驗(yàn)件串聯(lián),必須限制風(fēng)阻)等等?？傊?在節(jié)能減排的大環(huán)境下,管束優(yōu)化排列的研究將會(huì)得到越來越多的重視。進(jìn)一步的管束排列研究,可以將其與最新的傳熱和流動(dòng)理論(如場(chǎng)協(xié)同原理、等流速概念等)結(jié)合起來進(jìn)行,找出各種翅片、基管型式下最佳的管間距排列,進(jìn)而優(yōu)翅片管散熱器的設(shè)計(jì),提高換熱器的整體性能。