乙二醇热回收系统及新型翅片管换热器研究

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高效的翅片结构对提升换热器性能有重要意义。对于应用新型高效翅片形式的换热器,需要对其进行传热性能和阻力性能的测定和分析,以获得换热器设计和应用的相关数据库。本文针对一种新型波纹开缝翅片换热器,搭建实验台并开展换热器性能实验研究,获取其在不同条件下的传热系数和流动阻力;同时以翅片管换热器为基础,对乙二醇低温余热回收系统性能进行性能计算与分析,为工程设计提供理论指导和数据支撑。在换热器性能实验研究中,主要分析了空气迎风流速、乙二醇水溶液质量浓度、乙二醇水溶液流速的影响。空气迎风流速变化范围为1.5m/s-3.6m/s,夏季新风工况下,当空气迎风流速增大时,传热系数变化不明显;在夏季排风、冬季新风、冬季排风工况下,传热系数随着空气迎风流速的增大而增加。乙二醇水溶液质量浓度分别为0%、10%、20%、30%,在夏季工况下,乙二醇水溶液质量浓度越低传热系数越大;在冬季工况下,乙二醇水溶液质量浓度越高传热系数越大。乙二醇水溶液流速变化范围为0.28m/s-0.6m/s,传热系数随着乙二醇水溶液流速的增大而增加。空气流动阻力主要受空气侧参数的影响,空气迎风流速越大,空气流动阻力越大;在空气迎风流速一定的条件下,空气入口温度越高,空气侧流动阻力越大,且阻力从大到小依次为夏季新风侧、夏季排风侧、冬季排风侧、冬季新风侧。在针对乙二醇低温余热回收系统的理论计算中,分析的影响热回收率的参数有乙二醇水溶液体积流量(7 m~3/h-11m~3/h)、乙二醇水溶液质量浓度(10%、20%、30%、40%、50%)、换热端差(2℃-5℃)、新风入口空气体积流量(15000m~3/h-40000m~3/h)。分析结果指出:随着乙二醇水溶液体积流量的增加,热回收率不断增大;在同一季节、同一端差以及同一乙二醇水溶液体积流量条件下,当乙二醇水溶液质量浓度上升时,热回收率逐渐减小;换设端差增大时,热回收率随之减小;随着新风入口空气体积流量的增大,热回收率不断减小。随乙二醇水溶液体积流量的增大,总传热面积均不断增加,在同一乙二醇水溶液体积流量条件下,乙二醇水溶液质量浓度减小时,总传热面积增加。
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