冰箱制冷论文
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本科毕业设计题目家用电冰箱自动控制系统的设计学院工业制造学院专业测控技术与仪器学生姓名学号年级指导教师职称年月日家用电冰箱自动控制系统的设计专业:测控技术与仪器学号:学生:指导老师:摘要:本设计是采用 MCS-51 系列中的 STC89C52 单片机作为控制器的核心对电冰箱的工作过程进行控制。
该系统的介绍主要分为两部分:系统的硬件结构和软件编程。
系统的硬件结构包括:单片机、温度采集电路、除霜电路、键盘/显示电路、执行器、报警器等模块。
系统软件包括主程序、中断服务程序和子程序。
通过软件程序来控制压缩机及电加热器的通、断,来实现温控目的和自动除霜功能。
当电冰箱内温度超限、开门超时等情况出现时,系统自动报警,继电器断开禁止压缩机使用。
关键词:电冰箱;单片机;温度采集;除霜;LCD显示温度The Automatic Control System Design of HouseholdRefrigeratorSpecialty: Measurement and Control Technology and InstrumentStudent Number:Student:Supervisor:Abstract: This design is to use the STC89C52 MCS - 51 series single chip microcomputer as the core of the controller to control the working process of the refrigerator. Introduction to the system mainly divided into two parts: the hardware structure and software programming of the system. Hardware structure of the system include: single chip microcomputer, temperature acquisition circuit, defrosting circuit, the keyboard/display circuit, actuators, alarm module, etc. System software includes the main program, interrupt service program and subroutine. Through the software program to control the on compressor and electric heater, and to realize the purpose of temperature control and automatic defrost function. Opened the door when the refrigerator temperature overrun, timeout, and so on and so forth, automatic alarm system, the relay is disconnected from the compressor shall be forbidden to use.Key words:refrigerators; single chip microcomputer; temperature acquisition; defrost; LCDdisplay temperature.目录1 绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 国内外电冰箱控制技术发展现状及趋势 (1)1.2.1 国内外电冰箱的现状 (1)1.2.2 国内外电冰箱的发展趋势 (3)1.3 研究目的与意义 (4)2 电冰箱结构及工作原理 (5)2.1 电冰箱的分类 (5)2.2 电冰箱的型号 (5)2.3 电冰箱的结构 (6)2.3.1 制冷系统 (6)2.3.2 电控系统 (6)2.3.3 箱体及附件 (7)2.4 电冰箱的工作原理 (7)3 总体设计方案 (8)3.1 方案对比 (8)3.2 总体设计方案 (9)4 系统硬件电路设计 (11)4.1 整机电路 (11)4.2 电源电路 (11)4.3 指示报警电路 (11)4.4 单片机及外围电路 (12)4.4.1 温度检测电路 (12)4.4.2 DS18B20内部结构与测温原理 (12)4.4.3 DS18B20操作命令 (13)4.4.4 DS18B20的硬件电路 (13)4.5 键盘电路 (14)4.5.1 键盘的工作原理 (14)4.5.2 独立键盘 (15)4.6 显示电路 (15)4.6.1 LCD引脚 (15)4.6.2 LCD1602存储的字符 (16)4.6.3 LCD1602的控制指令 (16)4.7 继电器模拟驱动压缩机电路和电热丝除霜电路 (18)4.8 冷冻室霜厚采集电路 (18)4.8.1霜厚采集电路简介 (18)4.8.2 MF53-1简介 (19)4.8.3 ADC0832简介 (19)4.8.4 LM324 简介 (21)4.9 过欠压保护电路 (21)5 系统软件设计 (23)5.1系统主程序 (23)5.2 T0中断服务程序 (24)5.3 T1中断服务程序 (24)5.4 INT0中断服务程序 (25)5.5 INT1中断服务程序 (25)结论 (27)附录1 整机电路图 (28)附录2 PCB电路图 (29)附录3 实物图片 (30)附录4 程序 (31)附录5 调试结果 (39)参考文献 (40)致谢 (41)。
三门小容积风冷冰箱的风道研究及优化设计王俊发布时间:2021-09-28T07:01:06.217Z 来源:《中国科技人才》2021年第19期作者:王俊张波[导读] 对一款三门小容积风冷冰箱的泡层薄壁化,借助CFD仿真工具对其整机风道进行仿真,结合实验测试提出优化设计,并制作样机进行实验测试对比。
结果显示,优化后的风道满足薄壁箱体的风量需求和储藏温度标准要求。
长虹美菱股份有限公司 230601摘要:对一款三门小容积风冷冰箱的泡层薄壁化,借助CFD仿真工具对其整机风道进行仿真,结合实验测试提出优化设计,并制作样机进行实验测试对比。
结果显示,优化后的风道满足薄壁箱体的风量需求和储藏温度标准要求。
关键词:风冷冰箱;薄壁化;CFD1、引言风冷冰箱分为直冷冰箱和风冷冰箱两大种类,风冷冰箱凭借无需手工除霜、均匀制冷、保鲜效果好等优势受到了市场的认可。
但是风冷冰箱一开始主推的是大容积风冷冰箱,加上技术上的不成熟,所以价格较高,严重影响了风冷冰箱的普及率。
专业人士意识到要想风冷冰箱进入更多家庭,提高市场普及率,必须推出小容积风冷冰箱。
各大冰箱企业为抢占小容积风冷冰箱市场份额,相继推出300L以内的小容积风冷冰箱。
伴随社会的进步,人民生活水平的提高以及冰箱技术上的突破,风冷冰箱的市场认可度和普及率也得到了很大的提高。
尤其是风冷大容积冰箱,伴随冰箱企业技术的提高,其性价比得到了大大的提高,相对应的风冷小容积冰箱的优势在缩小,所以消费者在空间允许的情况下通常会首选风冷大容积冰箱,小容积冰箱的市场占有率在逐渐下降。
但是由于冰箱在家庭居室空间中占据一定的空间位置,所以对于家庭居室空间紧凑的情况下,小容积冰箱还是会在考虑的范围内。
为提高小容积冰箱的产品竞争力,现提出将其薄壁化设计,提高容积率,提升小容积风冷冰箱的性价比。
三门冰箱最大特点是比传统的两门冰箱多了一个变温室,由于变温室的灵活性比较高,温度可以自由调节,当冷藏室或者冷冻室的容积不足时,变温室是很好的容量补偿空间,这也是三门冰箱的优点所在,所以三门冰箱在市场上的需求量很高。
基于单片机的智能电冰箱控制系统的设计与实现毕业设计(论文)题目:基于单片机的智能电冰箱控制系统的设计与实现院系:信息工程系专业:电子信息工程班级学号:学生姓名:指导教师:成绩:2012 年 6 月15 日摘要电冰箱已经成为现代每个家庭必备的家用电器。
随着人们生活水平的提高,电冰箱的样式在多样化功能也在智能化。
给人们生活带来很多方便。
本文将详细阐述电冰箱的工作原理。
系统采用AT89S52单片机最为核心控制器,利用温度传感器AD590采集电冰箱冷藏和冷冻室温度,并可在显示器上实时显示温度数值,本系统还设计了按键电路,可以通过键盘设置温度的上下限,并设计了系统超限报警功能、自动启停压缩机制冷功能、开门延时报警功能、自动除霜功能等。
关键字:单片机;电冰箱;温度传感器;温度控制系统AbstractRefrigerator has become a modern each family essential household electrical appliances. As people living standard rise, The style of the refrigerator in various function also is in the intelligent. People's life bring many convenient.This paper describes the working principle of the refrigerator. AT89S52 SCM system adopts the most core controller, Use temperature sensor AD590 to acquisition refrigerators and freezer temperature refrigeration, And on the monitor real-time display temperature value, The system also designed the key circuits, Through the keyboard can be set temperature the upper and lower limits, And design the system function, the automatic alarm overrun refrigeration compressor function, stop and open the door delay alarm function, automatic defrosting.Keyword: SCM; Refrigerator; Temperature sensor; Temperature control system目录绪论 (1)1 智能电冰箱系统的总设计 (4)1.1 系统的硬件设计 (5)1.2 系统的软件设计 (5)1.2.1 单片机系统软件的功能定义 (5)1.2.2 单片机软件系统设计 (5)2 智能电冰箱系统的硬件模块 (6) 2.1 单片机选择介绍 (6)2.2 温度传感器的选择 (10)2.3 A/D转换器的选择 (12)3 智能电冰箱的硬件模块设计 (15)3.1 时钟电路 (15)3.2 复位电路 (16)3.3 功能键及显示电路 (17)3.4 温度检测电路 (19)3.5 冷冻室及冷藏室控制电路 (20)3.6 A/D转换电路 (20)3.7 除霜电路 (21)3.8 报警电路 (22)3.9 电源电压检测电路 (24)4 智能电冰箱系统软件设计 (25)4.1 系统软件概述 (25)4.2 软件编程的总体设计 (25)4.3 部分软件程序 (27)4.4 单片机的系统调试 (32)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录A 系统设计原理图 (36)附录B 系统设计原件清单 (37)附录C 系统设计源程序 (38)附录D 元器件实物图 (51)绪论智能电冰箱的发展历史1910年世界上第一台压缩式制冷的家用冰箱在美国问世。
栏目责任编辑/李鹏/l i peng1963@使用非共沸混合工质冰箱制冷循环的冷凝压力分析西安交通大学能源与动力工程学院王维冯永斌钱文波晏刚1引言非共沸混合制冷剂在冰箱中的使用研究,主要集中在制冷剂替代的环保性及部分性能参数的比较。
文献[1]研究了一种非共沸混合工质对压缩机性能的影响,但是在与纯质R 12系统参数比较时,没有考虑到非共沸混合制冷剂的冷凝压力的选取,对其系统的参数也有较大的影响。
因为非共沸混合制冷剂的重要特性——温度滑移,使得同一温度对应的饱和压力为一个区间,而不是某个定值【2】。
文献[3]提出了系统的冷凝压力根据泡点温度确定,蒸发压力按露点温度确定,通过分析可以确定该方案对系统的整体性能并不是最优的。
文献[4]认为可以取蒸发、冷凝过程中的平均温度对应国标要求来设计计算,但是其功耗等参数的计算方法还需要改进。
文献[2]针对R 22/R 142b 混合工质进行分析,得到以混合制冷剂的露点压力为冷凝压力时,系统的各项性能参数能够达到最优,但该混合工质已经没有实用价值。
由于丙烷(R 290)和异丁烷(R 600a)的非共沸混合物在一定配比下能够很好的替代R 12,而不用对系统做很大的改变,同时也能保证系统的稳定性【5】【6】,因此本文以该混合工质为研究对象,对几组不同温度在-30℃左右,所以从图2中温度区间(240K ~270K )可以得到,与R12饱和压力曲线较为接近的混合工质R 290/R 600a 的质量配比为0.5/0.5~0.6/0.4之间。
根据理论分析,对混合配比在0.5/0.5、0.6/04、0.7/0.3的三组制冷剂进行控制压力的分析。
3冰箱的系统循环对单循环回路系统进行分析,如图3所示,通过编制循环程序实现整个循环的理论计算。
3.1系统各项参数的计算程序的工况采用国标G B /T9088-1996的工况规定进行设置,如表1所示。
摘要:对于非共沸混合工质的制冷循环,选取不同的冷凝压力将对系统性能产生不同的影响。
提高冰箱压缩机功效的几点思考【摘要】冰箱的压缩机是整个机体的核心工作部件,占据机械工作和电能结合的统领地位。
如果压缩机出现任何问题都会对冰箱的一个、多个甚至是整体具有至关重要的影响,另外,某个组织构件的不合理或出现不与出厂时压缩机的工作性能保持一致,也将会导致压缩机出现问题而导致整体的运行功能机制下降。
在生产制造压缩机的过程中由于其高度精密所以对其加工过程要求极为严格。
本文将从冰箱压缩机的其他几个核心功能部分来阐述提高冰箱压缩机功效的途径。
【关键词】高效压缩机;设计;cop值;气阀;电机;轴承冰箱对于一般家用来说是现代生活的一项必要保证,对于食物的制冷保鲜来说,冰箱是再合适不过的电气,能够保证冰箱正常运转为人所用的就是压缩机,其工作时能够起到主导作用,但支持压缩机工作的主要部件也是维护冰箱正常工作的基本部件主要有气阀、电机、轴承、冷冻机油、壳体等。
这些部件能否正常的功能主要影响到压缩机的性能好坏,冰箱的最重要功能就是不同程度的制冷,而制冷主要靠压缩机的工作来完成,所以压缩机的作用至关重要,另外在制作压缩机的过程中,由于压缩机不能受到一点水分的侵入,所以精加工工作要做到位,不能存在任何的有效杂质进入使其工作缺失,首先要坚持中性处理,工质要求不仅不能含有酸性物质或是任何杂质或是物质在制作过程中出现的任何含酸性的杂质,这样看来对于压缩机的制作也需要一番精挑细选,还要注意选用与之相配套的工艺和实验证明与之匹配的参数。
一、冰箱压缩机结构特点为了能够达到整体制冷的效果,冰箱压缩机多数还是会选用往复活塞式,这种形式的压缩机能够满足当前冰箱的使用特点和基本需求,而对于位置的选择又分为上方安置和下方安置两种供选用,这也是目前使用最多的两种,上方安置的使用品牌以松下压缩机为主,而电机下方安置的主要以恩布拉科品牌压缩机为主,当然国内也有广州上置和江浙的下置压缩机与之相对应。
这也是根据冰箱的使用或是制造特点所需来选择。
风冷冰箱冷藏化霜技术研究陈林【摘要】随着人们生活水平的提高,智能无霜冰箱已经进入普通老百姓的家庭.数据显示,目前75%以上的购买者会优先选择无霜冰箱.在使用过程中,用户无需对冰箱进行手动除霜,大大提升了用户使用冰箱的便利程度.无霜冰箱的自动化霜效果直接影响着冰箱的制冷能力,而化霜技术的突破是无霜冰箱最重要的因素.本文聚焦于回风化霜技术研究,通过试验数据证明对于回风化霜技术的使用,不仅能够满足用户的除霜需求,而且可以改善冰箱内部的相对湿度.因此,研究回风化霜技术,对把握冰箱行业发展的趋势具有重要的实际意义.【期刊名称】《电器》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】3页(P70-72)【关键词】冰箱;风冷无霜;回风化霜【作者】陈林【作者单位】广东美的制冷设备有限公司,528311【正文语种】中文1 前言冰箱作为普通的家用电器已经进入千千万万的家庭,满足用户日常存储食品的需求。
普通直冷冰箱每使用一段时间后,用户需要手动除霜,清理冰箱内部的结霜,以提升产品的制冷性能,给用户的使用造成了不便和困扰。
目前,风冷无霜冰箱已经成为用户购买冰箱的首选。
无霜冰箱并不是不结霜,而是通过自动化霜技术将霜自动化掉,整个过程自动完成,不需要用户参与,从而大大提高了使用便利性,也提升了用户对产品的满意度。
因此,冰箱自动化霜技术的好坏,将直接影响冰箱的制冷使用效果,在此基础上研究风冷冰箱的冷藏自动化霜技术有着重要的市场支撑点和实用价值。
2 风冷冰箱冷藏自动化霜技术2.1 结霜的形成当冰箱在正常使用制冷时,蒸发器表面温度很低,湿空气流经其表面会被冷却,当蒸发器温度低于空气露点温度且低于零度时,空气中的水分被冷凝下来,并依附在蒸发器表面形成霜层。
随着冰箱运行时间的延续,霜层越来越厚,甚至会结成厚厚一层冰块,这会加大蒸发器表面与空气间的传热热阻,增加气流通过蒸发器时的流动阻力,使得通过蒸发器的空气流量下降,导致换热效率降低,从而影响制冷效果。
1 毕业设计(论文)报告 题 目: 电冰箱空调器制冷系统冷凝器蒸发器的优化设计
姓 名: 单彦杰 专 业: 制冷与空调技术 班 级: 制冷061 指导教师: 谢 义
设计完成日期 2009 年 4月 15 日 2
目录 第一节:中文摘要............................................2 关键词. ..................................................2-3 绪论........................................................3 电冰箱的发展趋势............................................4 电冰箱蒸发器冷凝器的设计..................................4-5 空调器的发展及强化传热措施..................................6 冷凝器蒸发器的优化方法...................................7-13 电冰箱空调器制冷原理图.....................................14 结束语.....................................................15 参考文献...................................................15
中文摘要:
近年来随着科技的飞速发展,社会进步和人民生活水平的不断提高,制冷设备的应用几乎遍及生产、生活的各个方面。同时也带动着制冷效果和冷藏技术的日益更新。电冰箱的出现越来越得到商业各领域的不断需求。 在当今社会随着国际间的贸易越来越成为经济的主体,地区与地区的合作交流越来越平凡。商品在此当中得到了很好的流通。一直以来我们都为食品存放时间一久就会变得不再新鲜甚至腐败而烦恼。那么靠什么来维持产品的新鲜从而达到不腐败的目的呢?电冰箱的制冷系统很好的发挥了这一作用。商用电冰箱的应用就是为了适应商业不同需要而研制的,根据不同的商业用途可分为冷藏柜、陈列柜、小型制冰机、冰淇淋机、小型冷饮机等装置。商用电冰箱是商业用小型制冷装置的总称,它与家用电冰箱相比较具有容积大、形式多、功能强的特点。商用电冰箱中的制冷系统和电气系统实用性强、能够循环制冷使产品能够长时间保持新鲜状态,从而使产品达到制冷保鲜的目的。 关键词:电冰箱空调器的优化 制冷系统 电气系统 3
绪论 一、电冰箱空调器冷凝器与蒸发器的发展背景 随着经济发展,国际贸易和城市与城市之间的合作交流越来越平凡, 由此引发的产品保鲜问题得到了多方的共同讨论话题。冷凝器蒸发器的出现很好的解决了电冰箱空调器的问题,电冰箱空调器让鲜货和新鲜生活随手可取。 20世纪以前,用冰箱保存食物是不可想象的,用空调保持室内恒温更是不可思仪的。在冰箱空调出现以前,我们一直在为食品存放时间一久就会变得不再新鲜甚至腐败而烦恼为生活更舒适而头疼。人们不堪很多食物总是在这个地区运往那个地区的途中就腐败掉。从而推动了人们对这一问题的共同研究。真正的电冰箱发明于20年代,1920年,纽约布鲁克林一家平板印刷厂的一位名叫威利斯·H.卡里尔的工程师,设计出一种能控制温度和湿度的系统。1923年,当弗雷基代尔还是美国通用汽车公司的分厂的时候,它引进了一种新的机械冰箱组件,并组装成电冰箱。弗雷基代尔电冰箱的设计是把储存易腐烂食品的“冰盒”和制冷机械部分装进一个特制的柜子。这种装置安静、方便,且结构紧凑。电冰箱空调器冷凝器蒸发的优化是制约电冰箱空调器发展的瓶劲。只有冷凝器蒸发器不段的优化才能有不同种类的电冰箱和空调来不段符合现代人的需求。 4
《一》电冰箱 摘要:冷冻室蒸发器采用多层换热片的复合立体结构,在S型制冷盘管壁外侧固定套装翅片,增加冷冻室顶部和低部两个高温区制冷量。将冷冻室按1:1划分出变温室,通过其中温度传感器控制双稳态电磁阀通断实现制冷剂回路切换,将变温室按冷冻、软冷冻、冷藏使用,也可关闭。通过横、竖盘管混排结构的丝管式冷凝器设计,借助制冷系统压缩机、冷凝器、蒸发器负荷匹配及其与毛细管制冷剂流量匹配,通过防凝露管走向及位置设计、蒸发器管道位置及走向布置和回气换热器设计,研制的BCD-186CHS直冷电冰箱最大负荷日耗电0.39度,在变温室为节能状态时耗电在0.35度以下,最低达0.31度。
关键词:热工学 优化设计 理论分析 直冷电冰箱 制冷系统
1 前言 电冰箱发展速度很快,我国电冰箱的产量由1991年的470万台增加到2001年的1349万台,平均年增长11.1%[1]。而电冰箱的耗电量占家用电器总耗电量的32%[2],所以,节能降耗和环保是电冰箱研发工作的重要课题,而蒸发器和冷凝器的传热能力、软冷冻及变温技术优化设计则是关键因素。
2 蒸发器的优化设计 研制采取了以下措施。第一,减小冷藏、冷冻两蒸发器的面积比差值,在总面积一定情况下,尽量加大冷藏室蒸发器的面积,采用大内径蒸发管、增加蒸发管长度及双管并行排列结构等,保证在低温或高温环境下有最佳的开停比,从而保证在一定环境温度下耗电最少。第二,设计高效蒸发器。冷冻室蒸发器是由从上到下依次排列多个换热层片和连接所有换热层片的连接管组成的复合立体式结构[3],换热层片由多个并列S型制冷盘管构成,且在其盘管壁外侧固定套装翅片,大大增加了制冷盘管与空气间接触面积,如图1示。该蒸发器在不改变电冰箱结构情况下,大幅度增加冷冻室蒸发面积,增加冷冻室顶部和低部两个高温区制冷量,使其快速达到规定要求,缩短压缩机工作时间,大幅降低能耗。冷藏室采用导热粘接胶膜将压扁铜管紧紧粘在传 5
热铝板上,并通过高粘合双面胶粘贴在冷藏室内胆上,增强传热效果。第三,合理安排蒸发器位置和制冷剂走向。据箱内自然对流情况,制冷剂流向采用逆流式换热,毛细管和回气管采用较长的并行锡焊或热塑工艺等,以提高换热效果。第四,通过理论计算和试验相结合方法,合理匹配蒸发器与冷凝器的传热面积,努力减小冰箱工作系数,避免过低蒸发压力和过高冷凝压力,达节能目的。
3 冷凝器优化设计 在优化冷凝器设计中除合理增大冷凝面积外,还应充分考虑以下几点: 竖盘管混排结构,并采用外挂式。通过这些措施,大大增强了蒸发器与冷凝器的换热能力,经实测,电冰箱最大负荷时日耗电仅0.39度,而在节能状态下耗电在0.35度以下。
《二》空调器 摘要: 近年来,随着人民生活水平的不断提高,空调器产品已成为冬夏季节
中人民生活不可或缺的产品。随着生活中电器的的增加,据报到:2004 年国家电网公司拉闸限电 100 多万次,高峰时期电力缺口达 2000~3000万 KW,我国电力需求年达 14%~15%,仅家用空调一项为:400 亿 KW,年家电用量占约全国电力 10%,其年增长率与全国 GDP 增长接近,因此,空调节能势在必行。
空调,就是对空气进行调节,空气调节需要能量,所以空调实质上是能量转换设备,是消耗电能来依靠压缩机对冷媒工质作功,通过换热设备来实现冷、暖调节的。既然是能量转换来实现空气调节,转换效率的高低,就是我们研究的问题。
在空调中,冷凝器、蒸发器实际上都是换热器,换热器约占 50%的份量;在中央空调中换热器约占 50%~70%份量。在能量方面,换热器的好坏直接影响到空调的 6
COP,若换热器传热效率高,制冷效果显著,空调压缩机耗功少,COP 就高。所以,通过优化设计蒸发器冷凝器来降低空调器的耗电量;通过热交换器的强化传热来改善空调的制冷效果。
关键词:空调器 热交换器 耗电量 优化设计 强化传热
换热器强化传热措施
1 换热器强化传热的方式 1.1 增大传热面积 F 扩展传热面积是增加传热效果,现在使用最多的是通过合理地提高设备单位体积的传热面积来达到增强传热效果的目的,如在换热器上大量使用单位体积传热面积比较大的翅片管、波纹管、板翅传热面等材料,通过这些材料的使用,单台设备的单位体积的传热面积会明显提高,充分达到换热设备高效、紧凑的目的。
1.2 增加传热温差 Δt 加大换热器传热温差 Δt 是加强换热器换热效果常用的措施之一。但是,增加换热器传热温差 Δt是有一定限度的,我们不能把它作为增强换热器传热效果最主要的手段,使用过程中我们应该考虑到实际工艺或设备条件上是否允许。依靠增加换热器传热温差 Δt 只能有限度的提高换热器换热效果。
1.3 增强传热系数(K) K = 1/ (1/α1 + 1/α2 ) = (α1 ·α2) / (α1 +α2 ) 从上式可以看出 K值必定小于 α1 和 α2的值,而且它比二者中较小的一个还小。所以在增强传热的时候,必须增大 α 中较小的一项(即减小最大热阻项) 才能 7
有效地增大传热系数,提高传热系数,增强换热器传热效果最积极的措施就是设法提高设备的传热系数(K)。
换热器传热系数(K)的大小实际上是由传热过程总热阻的大小来决定,换热器在使用过程中,其总热阻是各项分热阻的叠加,所以要改变传热系数就必须分析传热过程的每一项分热阻。如何控制换热器传热过程的每一项分热阻是决定换热器传热系数的关键。
经研究证明,当换热管一侧是气体, 一侧是液体进行强制对流换热时, 最常用的强化手段是采用扩展表面的方法。因为气体的给热系数比液体的小得多, 一般小 10~50 倍。传热系数 K 值的变化主要取决于较少给热系数侧的变化, 因此在气体侧采用异形扩展换热面, 可以使普通扩展换热面的换热系数再提高 50 %~150 % 。
常用的异形扩展面形式较多,如交叉短肋型、波型翅多孔型、百页窗型、低翅片管型、销钉型等,实验表明:R12 的工质,内肋管强化传热凝结系数比光管增加 20~40%,按管子表面积计算不考虑内肋表面积,凝结传热系数是光管的 1~2倍。
2.2 插入纽带法 据介绍,国外从 1896 年就开始研究和应用管内插入物的强化传热。管内插入物有:环式、拉希格图、盘式、螺旋线圈、螺旋带、螺旋片、扭带、静态混合器和径向混合器等。在强化传热技术中管内安装插入物的强化传热技术有显著的特点:不改变传热面形状;插入物加工简单,特别适合于现有设备改造,不需要更换原有管壳式 换热器。应用在管内插入纽带后,其凝结换热系数按管子的表面积计算时可比光管凝结换热系数高 30%,流动压力损失与内肋管同,但综合效应远不如采用内肋管。
2.3 表面粗糙法 在液体传热场合, 这种强化技术可以大大提高传热系数。因为, 在层流状态下, 如管壁粗糙度较小, 低速流体贴着管壁平滑地流过, 不形成漩涡, 但当相对粗糙度