天堂网www,免费追剧大全在线观看电视剧,97久久精品无码一区二区欧美人 ,日本丰满少妇高潮呻吟

本文針對氣候實驗室飛機發(fā)動機低溫起動試驗時，室外超大流量高濕度空氣經過低溫換熱器出現的換熱器表面積大量結霜現象進行研究，提出了一種能夠有效抑制換熱器結霜的換熱器組布置方案，從而保證發(fā)動機開車試驗連續(xù)進行，不因換熱器大量結冰引起的換熱效率快速降低而導致試驗中止。

由于篇幅限制，本期我們先介紹結霜厚度對換熱效率的影響和換熱器設計的原理及設計思路。

在氣候實驗室進行飛機發(fā)動機低溫起動試驗時，根據試驗要求，需向環(huán)境室內補充流量高達400kg/s的0℃～-55℃的低溫氣體。這些低溫氣體是室外空氣經由換熱器多級換熱后生成的。當室外空氣流經低溫換熱器時必將造成換熱器表面結霜，而霜的形成會對換熱器的換熱性能和空氣側壓降產生較大影響，當結霜達到一定程度，換熱系統(tǒng)運行效率將大大降低，進而影響試驗系統(tǒng)的正常工作，因此有必要進行除霜操作以保證試驗持續(xù)性。

通過研究，在換熱器結霜早期，霜層的形成增加了傳熱表面的粗糙度以及換熱面積，使總換熱系數呈增長趨勢。隨著霜層厚度δ繼續(xù)增大，導熱熱阻也將增加，風側阻力逐漸增大，總換熱系數開始降低。這時就要開始對換熱器除霜，以保持實驗室溫度始終處于可控狀態(tài)。

通常的除霜方法有兩種：抑制結霜和主動融霜。目前工程中采用的除霜方法是先停止換熱器工作，再用熱氣或電加熱對霜層融化處理。但是，發(fā)動機低溫起動試驗連續(xù)性要求高，試驗過程不容中斷，故不宜采用除霜模式。鑒于此，借鑒美國麥金利氣候環(huán)境實驗室發(fā)動機低溫起動試驗的成功經驗，對空氣補償系統(tǒng)采用抑霜設計，控制試驗過程中低溫換熱器表面的結霜厚度δ不大于某個值，處于合理區(qū)間，從而維持換熱器的正常換熱效率。

其中抑制結霜技術有兩種：

1)通過降低外來氣流濕度和表面改性等被動手段；

2)利用外加電場、磁場、超聲波等主動手段進行。

上述方法只能推遲結霜發(fā)生的時間或減小結霜速度，并不能完全避免結霜，不適用于發(fā)動機低溫起動試驗超大空氣流量、極端低溫的使用條件。因此有必要依據氣候環(huán)境實驗室發(fā)動機低溫起動試驗的技術指標，針對性的研究一種換熱器有效抑霜技術，來保持其正常的換熱效率，保證試驗在規(guī)定時間內能夠連續(xù)進行。

1.結霜厚度對換熱器換熱效率的影響

當換熱器表面溫度低于0℃時，就會出現結霜現象，對蒸發(fā)器換熱性能和空氣側壓降產生較大影響，導致換熱器傳熱效率下降，嚴重者甚至影響制冷系統(tǒng)運行效率。分析原因主要表現在下述方面:

1)在蒸發(fā)器表面大量沉積會增加熱阻；

2)蒸發(fā)器表面結霜引起氣流通道截面積縮小,阻力增大，流量減小；

3)霜層積聚填充了翅片和管子之間的空隙，因此減小了翅片和管子的接觸熱阻。

(a) 翅片間距6.35 mm

(b)翅片間距12.7 mm

圖1 霜層厚度對傳熱率的影響

為了減少甚至消除結霜現象對系統(tǒng)帶來的負面影響，國內外許多學者對換熱器結霜現象進行了研究。Jeng-MinHuang等用數值計算的方法，研究了結霜厚度對管片式換熱器換熱性能的影響，得出了不同翅片間距情況下，換熱器的傳熱率與霜層厚度的關系，如圖1所示。

明確指出表面結霜的管子換熱性能主要受臨界半徑的影響，而不是表面粗糙度的影響。文中建議在管片式換熱器單根管子有一半發(fā)生結霜現象時，應開始化霜，否則此時隨著結霜現象的繼續(xù)，換熱量會大幅下降。

2.氣候實驗室發(fā)動機開車試驗空氣補償系統(tǒng)之換熱器設計

2.1 發(fā)動機開車空氣補償原理

圖2所示為氣候實驗室發(fā)動機開車大流量冷空氣補償工作原理。試驗之前，根據環(huán)境溫度需求，設定合理的制冷系統(tǒng)蒸發(fā)溫度，通過初始換熱將冷量交換給載冷劑，并儲存在載冷劑儲罐1中。當進行發(fā)動機低溫起動試驗時，將儲罐1中的載冷劑冷量供給換熱器組，與引入的大量室外空氣進行冷熱交換，將空氣溫度調節(jié)至試驗所需溫度后送至環(huán)境室。經過換熱后的載冷劑被送回至載冷劑儲罐2中，再次與制冷系統(tǒng)的制冷劑進行熱交換，然后繼續(xù)存貯在載冷劑儲罐1中，供再次試驗所需。

圖2  發(fā)動機低溫起動空氣補償工作原理

 2.2 換熱器組設計

美國麥金利實驗室發(fā)動機低溫起動試驗模擬系統(tǒng)為了規(guī)避大量冷空氣補償帶來的結霜問題，對補償空氣在熱交換處理程序上進行了改進：即先采用降溫除濕的方法除去空氣中的大部分水蒸氣，使流經低溫換熱器時的補償空氣露點溫度足夠低，絕對含濕量很小，使結霜厚度控制在合理范圍內，從而保證了試驗過程不會因為換熱器大面積結冰而被迫中斷。

參考麥金利實驗室做法，根據實驗室送風風道大小（5000m×6000m），如圖3對空氣補償換熱器組進行四級布置，并進行了設計。

圖3  發(fā)動機低溫起動試驗空氣補償流程圖

設定圖3中所示的一級換熱器為冷凝盤管，二級換熱器為結霜盤管，三級換熱器為中溫換熱器，四級換熱器為低溫換熱器。室外空氣進入送風風道經過濾消聲處理后，通過冷凝盤管進行初級預冷，使空氣被處理為+6℃的飽和濕空氣冷凝析出空氣中的大量水分，降低其絕對含濕量；+6℃的飽和濕空氣接著進入二級換熱器，即結霜盤管將空氣冷卻至-10℃，再次析出空氣中的水分，減小了補償空氣直接進入中、低溫換熱器引起換熱器表面大面積結冰（霜）的可能性。其中第一級換熱器可稱作結冰換熱器，主要作用是在低溫高濕試驗時使空氣中的水提前凝結此換熱器上，降低中溫換熱器、低溫換熱器的結冰風險，保證換熱效率。

表1  各級換熱器功能

表1為各級換熱器功能及其中的載冷介質。試驗室在做-25℃以上的發(fā)動機開車試驗時，采用載冷劑LM-8與制冷劑換熱進行蓄冷。在試驗開始時，載冷劑被送入空氣補償單元前三級換熱器與補償空氣進行冷熱交換，處理補償空氣到試驗要求溫度。當試驗環(huán)境在-25℃～-55℃之間時，制冷系統(tǒng)低溫級啟動，低溫級制冷系統(tǒng)將低溫載冷劑二氯甲烷溫度降至設計溫度，并將其儲存在儲罐中。試驗開始時，蓄冷的載冷劑被泵入空氣補償單元第四級換熱器與補償空氣進行冷熱交換，將補償空氣溫度處理到試驗要求溫度，然后通過送風管道送入環(huán)境室。