蓄冰槽U形盘管模拟与结构优化

摘要

针对蓄冰盘管管路长压降大等问题,对蓄冰盘管结冰和流动特性进行了模拟分析和结构优化,分析了管内流体不同流速时U形管外的结冰情况。为减小蓄冰槽整体管内压力降,在U形管与分水管连接处采用顺流布置的折流弯,针对改进的折流弯部分,建立了物理模型,并对不同曲率半径弯管的管内流动压降和管外结冰进行了分析。结果表明,流速对U形管内传热效果的影响很大,但在蓄冰量一定时,流速存在上限,在流速大于0.4 m/s时,结冰速率不再增加;曲率半径从10 mm增大到30 mm时,压降减小了11.7%,从30 mm增大到50 mm,压降减小了5.5%,曲率半径在50~60 mm之间压降存在极小值;曲率半径为30 mm的弯管结冰速率最快,比曲率半径40 mm的结冰速率增加2%左右,比曲率半径为20 mm的增加47%左右,因此推荐30 mm曲率半径。研究结果可为冰蓄冷装置的设计提供参考。