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行业知识

弱化霜晶频谱情态的研讨

作者: 添加时间:2014/8/3 16:38:10 浏览:

   对于换热盘管而言,结露对盘管的换热影响不大。因此,对于高温工况,一般盘管的翅片间距可以设计得很小,而对于极易发生结霜的区域(即0℃左右的高湿环境中),结霜速率之快是我们尤为关注的。下反映了环境工况与结霜量Mf和除霜次数n的关系[3].

  环境工况与结霜量的关系环境工况与除霜次数的关系注:除霜判据是当空气侧压降增加为开始值的90时开始进行除霜。可看出,高湿及0℃左右区域(如中空气温度t=-1.11~1.67℃,空气相对湿度<=90以上区域)是霜生长的旺盛时期,从而导致结霜量Mf和除霜次数n大大增加。而低温(-10℃以下)和高温(4.4℃以上),即使100的高湿环境其结霜量与其它工况相比要小得多。另外,当单独改变环境工况中的任何一个时,其结霜速率的变化趋势也不一样,如可以看出[4].
  换热器形状对结霜速率的影响换热器的形状不同,对霜生长速率的影响也不一样。当换热面积相同时,简单形状换热器(如平板、圆管、平行板、圆形管等)的结霜速率要大大低于复杂形状换热器(如翅片管)的结霜速率。对同一种换热器而言,沿气流方向的不同位置,其结霜速率也不一样,一般在入口气流处霜生长速率明显高于出口气流处结霜速率。另外,不同翅片形状的换热器的结霜速率也不一样,换热强的面明显高于换热弱的。如O′Nea1[5]研究的百页窗翅片的结霜速率高于波纹翅片,平行板翅片的结霜速率最低。宽间距翅片盘管的结霜速率低于窄间距翅片盘管的结霜速率,而变间距翅片的结霜速率明显低于等间距翅片的结霜速率。
  换热器的冷壁面状况对结霜速率的影响霜层形成和霜层结构机理的观察和研究明:霜层形成开始和形成过程除与环境参数有关外,还与冷壁面状况有关[6].根据冰核生长理论:冰晶在壁面上是以球冠状与壁面粘着的,能够形成冰核的最低条件是壁面温度低于湿空气水蒸气分压力所对应的饱和温度,并要使壁面温度低于0℃。冰核对壁面粘着力的大小与接触面积和面粗糙度有关。由于水分子为极性,冷壁金属面也为极性,因而水分子极易吸附到冷壁面结霜。另外,换热面越粗糙,越易形成霜生长初期所要的冰核,从而也就加剧了霜的形成。
  改变环境工况霜层的形成初期,由于起着增加换热面积的作用而使换热增强。当霜层增加到一定程度时,由于霜的绝缘作用而大大增加传热热阻,同时空气的流通面积降低导致流动阻力增加,从而降低系统的性能。因此,可以采用变频风机同时控制穿过换热器的入口空气温度来调节风机风速。比如从、可以看出,在冷室开始降温时,由于只出现结露可以使风速加强;当开始出现霜层,同时空气温度低于2℃时可逐渐降低风速;当冷室温度低于-10℃时,又可以慢慢加大风速。通过这种方式,可以使整个降温过程的结霜速率明显降低。对于预冷库而言,这种方法尤为有利。因为预冷库库存周期短,货物多,因而在整个降温期间要尽可能使换热盘管不结霜。另外对于冻结间的食品要尽可能采用包装形式,因为这可使库内空气的含湿量较低,从而降低结霜速率和减小食品的干耗。
  改变换势器的形状由于换热器的迎风面的风速和空气的湿度远远大于背风面,从而使其结霜速率远远大于背风面,因而在霜形成初期不久,迎风面很快被霜堵满而使后几排盘管翅片几乎没有新鲜空气参加换热,大大降低了换热器的利用效率。鉴于这种情况,可采用以下几种方法[7]来改变气流流通状态,从而使部分新鲜空气旁通入后端参加换热。具体方法如下:(1)采用变间距翅片,即在空气入口端采用宽间距翅片而出口端采用窄间距翅片;(2)换热器的侧面翅片部分切除而使部分新鲜空气从侧面旁通入换热器的后部;(3)增大空气流方向翅片的高度,从而使翅片面温度几乎接近空气流温度,通过降低传热温差而使空气入口端的换热降低。这三种方法均可使换热器的总体结霜速率降低,并能充分提高换热器的利用效率,这对延长除霜周期和降低能耗十分有利。