国内高效换热铜管传热性能的研究现状.pdfVIP

中国有色金属加工装备及中日铜加工技术论坛文集 323 国内高效换热铜管传热性能研究现状 王玉晗周金伟 周浩平 (江苏萃隆精密铜管股份有限公司江苏215562) 摘要：选用同一种内芯头轧制实验所用的四种不同翅型结构的高效换热翅片管， 通过对四种管型换热性能进行满液式蒸发试验研究，得出结论：随着热流密度的增加， 四种换热管的管外换热系数和总体换热系数都随热流密度的增加而增加；正反齿压花翅 型和正反齿槽底压花齿蒸发性能较好，在热流密度为10～40kw／m2时管外换热系数较大， 正反齿槽底压花齿蒸发性能最好。 关键词：高效蒸发管；强化传热；热流密度 1 引言 由于高效换热器在制冷空调、热电厂、化工等领域的广泛应用，世界能源紧张问 题的日益突出，以节约能源与材料消耗为主要目的，开发高效紧凑式换热器成为传热 界的重要研究课题。而换热管是换热器产品的关键元件，因此，对换热管进行传热强 化研究具有重要的意义。 化管在饱和温度为26．7℃时做了R123池沸腾实验研究。彭海涛Ho等对氟里昂制冷工 质R22在水平单管外的凝结换热性能进行了实验研究。传热管分别采用光管、低肋管 及6根不同几何参数的双侧强化高效传热管。试验结果表明强化管内侧强化换热效果 为光管的2倍左右，管外凝结换热系数是光管的5—7倍。在冷凝温度为40℃、管内冷 却水流速范围为O．5。3．2m／s时，各强化管总的传热系数是低肋管的1—2倍，是光管 的4．6倍。姜岗[51等通过实验手段测量和计算各强化管的换热系数，比较了不同几何 参数管型的性能差异，由于各个管子包括翅高、翅数等结构的不同，造成了4根强化 管的换热性能上的差异。对于结构不同的管型，主翅越高的管型其强化效果越好，管 外换热系数越高。刘启斌[61等对2根双侧高效强化管进行了水平管外R22池沸腾换热 实验研究，实验结果表明在同样条件下，2根强化管的管内对流换热表面传热系数是 光管的2．2．2．8倍。在饱和温度为9．6。C时，管11的管外沸腾换热表面传热系数达到 (2．2—3．4)×lOW／(矗·K)，高出光管一个量级。 几十年来对于新型高效强化传热管的研究与应用表明，由机械加工轧制而成的整 324 国内高效换热铜管传热性能研究现状 体翅片管传热、机械及热膨胀性能均较好。就目前常用传热管齿形中，研究出相同参 数条件下，换热性能的差异是本文的研究重点。 1管型介绍 1．1齿形介绍 对于内外强化满液式蒸发传热管，行业中，普遍使用以下四种管型(图1一图4)： a．单齿压花翅型。 特点：在光滑管表面加工出连续整体的螺旋状翅片，在翅片的顶部用一把特殊的 刀具滚压出如下图所示表面结构。适合R22、R134a等高压的制冷剂。 b．正反齿压花翅型。 图1单齿压花翅型 图2正反齿压花翘型 特点：是在单齿压花翅型的基础上，用第二把特殊滚花刀片在一次压花后形成的 凸台上在沿周向与第一次压花成咿夹角压花。 c．单齿开槽翅型。 图3单齿开槽趣型 图4正反齿槽底压花齿 特点：是在单齿压花翅型的基础上， 用第二把特殊滚花刀片在一次压花后形成的 凸台上在沿周向压花。 d．正反齿槽底压花齿。 特点：类似在正反齿压花翅型基础上 用一特殊刀具在外翅片的底部沿圆周方向 滚压出一定深度与数量的点状凹穴结构。 中国有色金属加工装备及中日铜加工技术论坛文集 325 1．2参数对比 实验中，所研究的4种管型均使用同一台机器加工而成。其中，刀片及内芯头均 使用同一规格，通过不一样的花齿加工外齿，从而保证了4跟传热管在管型参数上基 本一致。具体如表1所示。 表1管型参数 编号 外径／mm 内径／mm 翅片距／mm 强化类型 S代i 管型1 1