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微通道换热器简介及特性分析点击：2344 日期：[ 2014-04-27 11:51:28 ] |
| 气体冷却器集管的横截面通常是圆形,内径略大于微通道管,在15~20mm左右。CO2系统中的高压,有强烈的减小内径以节约材料和节约空间的要求,所以设计“双入口”集管,可大大减小集管质量、尺寸和换热器内部面积,从而减小爆炸能量。 1微通道换热器的发展历程 微通道换热器的工程背景来源于上个世纪80年代高密度电子器件的冷却和90年代出现的微电子机械系统的传热问题。1981年,Tuckerman和Pease提出了微通道散热器的概念;1985年,Swife,Migliori和Wheatley研制出了用于两流体热交换的微通道换热器。随着微制造技术的发展,人们已经能够制造水力学直径10~1 000μm通道所构成的微尺寸换热器。1986年Cross和Ramshaw研制了印刷电路微尺寸换热器,体积换热系数达到7MW/(m3·K);1994年Friedrich和Kang研制的微尺度换热器体积换热系数达45MW/(m3·K);2001年,Jiang等提出了微热管冷却系统的概念,该微冷却系统实际上是一个微散热系统,由电子动力泵、微冷凝器、微热管组成。如果用微压缩冷凝系统替代微冷凝器,可实现主动冷却,支持高密度热量电子器件的高速运行. 2微通道换热器的类型、材料及加工方式 微通道换热器按外形尺寸可分为微型微通道换热器和大尺度微通道换热器。 丁国良教授等开发的圆管平行流换热器,圆管束是由一根或多根圆管并排组成,圆管直径在0.2~5mm范围内,圆管束的两端伸入管间连接头内,并通过管间连接头固定在两端集流管的方槽中,集流管由一根或数根圆管并排焊接而成,一端封闭,一端开口,直径在15~30mm范围内。这种结构和图3所示微通道结构的区别在于,平行流换热器用的是焊接而成的圆管束,材料选用铝,也可用铜及铜合金;微通道气体冷却器是在扁管中挤压出小孔,由于需要良好的延展性和较小的硬度,只能采用材料铝。 Pettersen等开发的微通道气体冷却器,11根微通道管管宽(核心深度)16.5mm,管径为0.79mm。为了避免集管两个并行入口之间的相互影响,扁平管在集管上的插槽比需要的深,这些开口能使制冷剂在传热管中心微通道内自由进出,同时用塞子或插槽标尺隔离,使传热管不能插入集管底部。 Kim等[6]建立了3个扁平微通道管并联的蒸发器的有限体积模型,几何尺寸如表1所示。其主要目标是精确地获得空气侧冷凝水和倾斜角对折叠百叶翅片换热和流动性能的影响,并在蒸发器样机上得到了验证。其模型可合理、精确地预测实验数据,可被用于微通道蒸发器的性能分析和设计。样机为2个扁平管并联的方式,制冷剂侧为7流程。比套管式换热器材料减少50%,性能提高10%。 |
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