低气压环境对空调器用管翅式换热器的性能影响研究

摘要

随着西部大开发战略的实施，西部地区的经济发展取得了长足的进步，人们对生活条件的改善提出了更高的要求，使得暖通空调设备在该地区的应用越来越广泛。由于我国西部地区海拔高，大气压力低，这会对空调换热器的性能产生较大影响。本文对空调常用的管翅式换热器进行了理论和实验研究，为其在低气压环境下的应用提供了一定的借鉴。 首先，本文从换热器的显热换热机理入手，在理论上对换热器对流换热系数随大气压力的变化进行了分析；推导得出了低气压环境下换热器对流换热系数的修正公式。依托高原环境模拟舱搭建了实验台，并通过实验确定了其中的关键参数。该修正公式为换热器在低气压环境下的应用提供了理论依据。 然后，在对换热器的显热换热机理进行充分研究的基础上，分析了低气压环境对换热器潜热换热的影响。潜热换热的影响因素主要包括对流传质系数和换热表面与湿空气之间的水蒸气分压力差。在这部分，首先根据热-质比拟原理推导了低气压环境下对流传质系数的表达式；然后通过理论和实验研究了低气压环境对湿空气与换热器换热表面饱和边界层之间水蒸气分压力差的影响；由此推导得出了低气压环境下换热器潜热换热的修正公式，并进一步通过实验进行了验证。最后推导了蒸发温度与冷负荷之间的热力学关系，并据此解释了低气压环境下蒸发温度的变化原因。 最后，鉴于空调换热器的送风压头也是反映其性能的一个重要指标，本文对此也进行了初步的理论分析。首先利用相似理论，推导了低气压环境对换热器用离心风机的性能影响；然后研究了换热器阻力特性随大气压力的变化规律；最后通过计算机仿真研究了不同海拔高度下换热器阻力性能的变化。 本文的研究为空调器在低气压环境下的应用提供了参考资料，也为在低气压环境中的空调器的应用研究提供了一定的理论基础和第一手的实验资料，这对于低气压热环境的研究具有一定的现实意义。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：主要符号表

第1章绪论

1.1课题的背景

1.2低气压环境对暖通设备影响的研究现状

1.3课题的提出及研究意义

1.4管翅式换热器的特点及研究现状

1.4.1管翅式换热器的特点

1 4.2管翅式换热器的研究现状

1.5本论文的主要研究工作

第2章低气压环境对空调换热器显热换热的影响

2.1换热器的流体流动和传热模型

2.1.1流体流动及传热特征

2.1.2影响换热器流体流动和传热性能的主要因素

2.2管翅式换热器换热关联式

2 2.1管翅式换热器换热关联式

2.2.2换热关联式的定性温度和传热温差

2.3低气压环境对换热器平均对流换热系数影响的理论研究

2.3.1低气压环境下空气物性参数的变化

2 3.2低气压环境下对流换热系数修正公式的研究

2.4低气压环境对换热器显热换热影响的实验研究

2.4.1实验原理及实验装置简介

2.4.2测试对象

2.4.3测试仪器

2.4.4实验步骤

2.4.5实验结果

2.4.6实验结果分析

2.4.7实验结论

2 5本章小结

第3章低气压环境对空调换热器潜热换热的影响

3.1潜热换热的特点

3 2热—质比拟的原理

3.3低气压环境对换热器潜热换热影响的理论研究

3.3.1低气压环境对扩散系数的影响

3.3.2低气压环境对对流传质系数的影响

3.3.3低气压环境对空气水蒸气分压力的影响

3.3.4低气压环境对潜热换热的影响

3.4低气压环境对换热器潜热换热影响的实验研究

3.4.1实验原理

3.4.2实验步骤

3.4.3实验结果

3.4.4实验结果分析

3.4.5实验结论

3.5本章小结

第4章低气压环境对空调换热器送风压头的影响

4.1空调换热器送风压头的影响因素

4.2低气压环境对空调换热器用离心风机性能影响

4.2.1低气压环境对风机送风压头的影响

4.2.2低气压环境对风机送风风量的影响

4.2.3低气压环境对风机轴功率的影响

4.3低气压环境对换热器阻力特性影响的理论研究

4.4低气压环境对换热器阻力性能影响的仿真研究

4.4.1 CFD仿真简介

4.4.2物理模型的建立

4.4.3控制方程

4.4.4边界条件的确定及数值方法

4.4.5求解

4.4.6仿真结果

4.4.7仿真结果分析

4.5本章小结

结论与展望

参考文献

硕士期间发表论文

致谢