Z字型百葉窗翅片折角對汽車空調(diào)冷凝器換熱性能的影響

□房 穎 孫華雨

Z字型百葉窗翅片角度是影響冷凝器散熱的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，影響著散熱空氣的流動性，而散熱空氣的流動性直接影響著散熱性。針對Z字型百葉窗冷凝器的翅片，對不同的翅片百葉窗角度進行分析和比較，從而選擇最合理的翅片百葉窗角度。

一、翅片折角對其性能的影響

(一)結(jié)構(gòu)參數(shù)變化。保持扁管間距Fh=9，扁管厚度h=0．35，翅片長度Ld=19，平板長度S=1．8，翅片間距Fp=2，翅片寬度Lh=8，翅片厚度h1=0．12，翅片水平間距Lp=1．2，翅片夾角α=27°參數(shù)不變，改變折角值，如表1所示。

表1 折角變化值

(二)結(jié)果分析。

1．數(shù)值分析。由圖1(a)可知隨著折角的增加，傳熱性能呈現(xiàn)出先增后減的趨勢，在17°～20°左右。傳熱性能最好，在折角為18°時，其值高于計算區(qū)域平均值13．02%，由圖1(b)可得，流動阻力隨著折角的增大而呈線性減小的趨勢。由圖2可知換熱翅片的綜合換熱性能隨著折角的增大呈現(xiàn)出先增后減的趨勢，在折角為16°～21°時綜合換熱性能最好，高于計算平均值6．64%～13．91%。因此在優(yōu)化換熱翅片時可以選擇此區(qū)間的折角度。

圖1 j及f因子與折角關(guān)系曲線

圖2 j/f^(1/3)值隨著折角的變化曲線

圖3 折角不斷增大時的流線圖

2．場分析。由圖3可知除了極少數(shù)流體從百葉窗之間流過外，大部分流體都從Z百葉窗中間穿過。從流動效率來看，具有較高的流動效率，這對傳熱是有利的。這種趨勢隨著折角不斷增加呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢。主要是由于折角對流體阻斷強度不同。

圖4 折角不斷增大時的溫度圖

由圖4可知換熱主要發(fā)生在Z百葉窗翅片的前半部分，這是由于在Z百葉窗翅片前部分溫度高于后部分溫度的原因，并且沿主流方向流體溫度越來越高。在Z字型翅片的翅片角處流體溫度相對較高，主要是由于折角的擾流作用。

由圖5可知在前半部分的壓降略小于后半部分的壓降，隨著折角的不斷增加，壓降不斷減少。

二、結(jié)語

通過分析得出換熱翅片的綜合換熱性能隨著翅片折角θ的增大呈現(xiàn)出先增后減的趨勢，在折角為16°～21°時綜合換熱性能最好，高于計算平均值6．64%～13．91%。因此在優(yōu)化換熱翅片時可以選擇此區(qū)間的折角度。

圖5 折角不斷增大時的壓力圖

［1］李海鳳．板翅換熱器傾斜波紋翅片傳熱與流動特性研究［D］．山東大學，2006

［2］許偉．幾種典型翅片傳熱及阻力特性的數(shù)值研究與分析［D］．清華大學，2005

［3］陳磊．翅片管式冷凝器傳熱優(yōu)化數(shù)值模擬研究［D］．北京工業(yè)大學，2008