不同静压箱系数和湿度对冷风机结霜的影响

摘要

当冷风机冷表面的温度降低到了三相点温度以下，同时保持一定的过冷度，使周围的水蒸气被直接凝结成固体，附着在冷表面，凝结成霜，结霜会对冷风机的换热产生不利的影响。本实验要通过改变静压箱系数（风机到翅片距离与风机直径的比值）和湿度，研究分析冷风机的结霜量和结霜速率。选取的静压箱系数分别为0.74、0.97和1.2，初始的条件为高湿度（室温22℃，相对湿度88％，加湿）环境和低湿度（室温22℃，相对湿度65%，不加湿），在不同工况下测量所选测点上霜层的厚度变化，并用 Comsol模拟作为实验的补充，主要用于某些特殊点和面的计算，弥补由于部分区域由于条件限制无法测量的缺点。同时用实验的测量值来对模拟的准确性进行检验。
　　本研究主要内容包括：⑴实验中不同的静压箱系数下，结霜量有较大的差异。在高湿度和低湿度条件下均在静压箱系数为0.97时取得体积的极大值，而且在静压箱系数为0.74和0.97时，结霜体积差值明显小于0.97和1.2的静压箱系数下的体积差值，其差值呈现先小后大的趋势；⑵在不同的静压箱系数下，高湿度而且加湿条件下测点的蒸发管和翅片上的霜层增长曲线呈现出不同的增长趋势，蒸发管上霜层的增长速率随着降压箱系数的增大而增大，但是翅片上的则出现了先增大后减小的状况；对于低湿度不加湿的状况，其蒸发管上霜层的增长速率与静压箱系数关系不大，但是翅片上的霜层厚度也是随静压箱系数先增大后减小；⑶模拟结果与实验结果具有较高的契合度，验证了所建立的模拟模型（位于前一半翅片和蒸发管看作无霜，后一半看做等差阶梯的霜层）在本实验中的可行性，同时可用模拟结果来量化分析实验所出现的现象；⑷对测点来说改变静压箱系数主要是改变了入口风速，从而引起了测点整体结霜量的巨大差异，以及蒸发管和翅片上结霜速率的巨大改变，在高湿度下对蒸发管的影响明显大于对翅片的影响，而在低湿度下则出现相反的结果；⑸冷风机进风侧蒸发管和翅片上主要以结冰为主，这是由于进风侧含湿量较大，温度较高造成的，而后排由于前排管对湿空气的冷却又加上自身蒸发管温度较低，所以基本都是结霜。

目录

第一章 绪 论

1.1 研究的背景及意义

1.2结霜研究的相关介绍

1.3 霜层增长曲线的研究

1.4本文所研究的内容

1.5小结

第二章 实验研究方案

2.1 实验系统简介

2.2 实验中的待测量和测量方法

2.3 搭建实验台和预实验

2.4制冷量和漏冷量的测量

2.5 实验方案

2.6 本章小结

第三章 实验结果与分析

3.1高湿度不同静压箱系数下的实验结果

3.2高湿度不同静压箱系数下的实验结果分析

3.3低湿度下不同静压箱系数对系统的影响

3.4 不同工况下的结霜量

3.5 无量纲分析拟合曲线的推导

3.6 本章小结

第四章 模拟研究

4.1 COMSOL简介

4.2模型建立和条件设定

4.3网格划分与模拟结果

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

硕士期间发表的论文

致谢