检索结果-内蒙古大学图书馆

力学学报 2023年第2期55卷 554-563页

作者：郑智跃蒋占四丁泽良杜王芳李凯陈雪桂林电子科技大学机电工程学院广西桂林541004 珠海华星智能技术有限公司广东珠海519000 中国科学院力学研究所微重力重点实验室北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049

管翅式换热器是制冷行业中最常用的换热器形式,其换热管的胀接性能决定了换热器的传热性能.本文提出了管翅式换热器的三维流−固耦合模型,采用单向流固耦合瞬态数值模拟方法,对小管径管翅式换热器的流体和固体域的流动和变形特征开展了... 详细信息

管翅式换热器是制冷行业中最常用的换热器形式,其换热管的胀接性能决定了换热器的传热性能.本文提出了管翅式换热器的三维流−固耦合模型,采用单向流固耦合瞬态数值模拟方法,对小管径管翅式换热器的流体和固体域的流动和变形特征开展了数值研究.计算结果表明:根据换热管和翅片的胀接成形要求和胀后管径要求,气压胀接压力的合理范围为P=12.5 MPa,与理论公式推导值一致.根据管翅应力随时间变化的规律可知,换热管接头处应力远大于其屈服极限66 MPa,翅片接头处应力刚好略大于其屈服极限132 MPa,满足胀接成形要求.胀后的换热管直径随着压力的增加其管径增大,换热管的径向位移在水平方向较小,垂直方向较大,其最大和最小位移差约为0.03 mm.探究了管翅间残余接触压力随胀接压力的变化,残余接触压力随胀接压力的变化可分为三个阶段.结果表明当胀接压力使得翅片内孔发生屈服后,继续增大胀接压力会导致胀接不完全.最后研究了保压时间的影响,结果表明保压时间的增加对胀接效果并没有明显影响.相关结果可为工程实际中小管径管翅式换热器气压胀接工艺提供理论指导.

关键词：小管径管翅式换热器流固耦合气压胀接

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小管径管翅式换热器气压胀接技术研究

小管径管翅式换热器气压胀接技术研究

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作者：郑智跃桂林电子科技大学

学位级别：硕士

随着我国“碳达峰、碳中和”战略的实施,开发高能效、小体积、低成本的换热器是当前制冷行业的主要研究方向。本课题针对管径为5 mm的小管径管翅式换热器,提出采用气压胀接工艺,开展了小管径管翅式换热器的气压胀接成形机理的数值研究... 详细信息

随着我国“碳达峰、碳中和”战略的实施,开发高能效、小体积、低成本的换热器是当前制冷行业的主要研究方向。本课题针对管径为5 mm的小管径管翅式换热器,提出采用气压胀接工艺,开展了小管径管翅式换热器的气压胀接成形机理的数值研究。探究了小管径管翅式换热器气压胀接成形机理以及胀接工艺参数对换热器胀接成形的影响,为工程实际中小管径管翅式换热器气压胀接工艺提供了理论指导。理论研究方面,以小管径管翅式换热器为分析对象,揭示了换热器气压胀接成形机理,对换热器在三大胀接过程中的应力情况进行分析,推导了换热器气压胀接压力的理论最优值。数值模拟方面,构建了小管径管翅式换热器的三维流-固耦合模型,采用单向流固耦合方法对小管径管翅式换热器展开研究。分别探究了在一段式气压路径、三段式气压加载路径以及脉动气压加载路径下换热器气压胀接成形规律。研究结果表明:(1)换热器胀后换热管的径向位移在水平方向较小,垂直方向较大。提高胀接压力、换热器初始翅片间距、管翅初始间隙、脉动胀接振幅或者减小管翅摩擦因数、换热管壁厚均能获得更大的胀后径向位移。此外,换热管外径公差越大,胀后的管径径向位移越小。(2)在管翅间残余接触压力随胀接压力的变化过程中,发现翅片孔内壁发生屈服前,残余接触压力较大;当胀接压力使得翅片孔发生屈服后,继续增大胀接压力会导致胀接不完全。在同一胀接压力下,适当减小摩擦因数、脉动胀接振幅、换热器初始翅片间距或者增大换热管壁厚得到的残余接触压力较大。换热管外径公差变化较小时对胀后残余接触压力影响不大,但公差为0.04 mm时,残余接触压力出现骤升现象。(3)换热器胀后翅片间距与胀接压力、脉动振幅呈正相关,与管翅摩擦因数、翅片初始间距、换热管外径和厚度呈负相关。(4)换热器胀后管翅间隙总体随着胀接压力、翅片初始间距、管翅初始间隙、换热管厚度和脉动振幅的增大而减小,当换热管外径公差和摩擦因数增大时,换热器胀后管翅间隙增大。(5)数值模拟中,改变保压时间以及脉动频率对换热器胀接成形没有影响,但在三段式梯度路径加载中,最后一段胀接压力的大小对换热器胀接成形的质量起决定性作用,梯度加载路径对换热器胀接成形质量的影响小于胀接压力。实验方面,利用自主研发气压胀接装置进行气压胀接换热器,将气压胀接所得换热器与机械胀接换热器进行换热性能测试,研究结果如下:气压胀接的换热器制冷气压胀接换热器制冷能力较好,能力偏差均小于0.5%。

关键词：小管径管翅式换热器气压胀接成形机理流固耦合加载路径

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电动客车热泵空调系统仿真与改进

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浙江大学学报（工学版） 2018年第4期52卷 641-648页

作者：韩联进巫江虹薛志强华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510641

针对电动客车热泵空调系统性能优化进行仿真研究,建立热泵空调系统稳态仿真模型,利用实验数据验证及修正稳态仿真模型.小管径换热器由于管径减小,换热系数增大,基于经过修正的系统稳态仿真模型,提出换热器采用小管径的改进方法.仿真结... 详细信息

针对电动客车热泵空调系统性能优化进行仿真研究,建立热泵空调系统稳态仿真模型,利用实验数据验证及修正稳态仿真模型.小管径换热器由于管径减小,换热系数增大,基于经过修正的系统稳态仿真模型,提出换热器采用小管径的改进方法.仿真结果表明,应用小管径换热器到客车空调系统,额定制冷量(制热量)为23.2kW(20.9kW),制冷EER(制热COP)为3.14(2.75),性能有所提高但离设计要求有一定距离.分析系统的性能仿真结果可知,系统的循环质量流量低于设计值,压缩机能力不足,高效涡旋压缩机不仅排量增大,而且压缩机的制冷COP达到3.45,两个因素导致系统能效提高.将小管径换热器与高效涡旋压缩机应用于同一热泵空调系统.仿真结果表明,系统额定制冷量(制热量)为26.4kW(23.4kW),整机制冷EER(制热COP)为3.64(3.16),基本达到额定制冷量(制热量)为26kW(22kW)、制冷EER(制热COP)为3.2(2.8)的改进目标.

关键词：电动客车热泵空调稳态仿真小管径管翅式换热器

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