اثرات ساختار هدر بر توزیع جریان در یک اواپراتور میکرو کانالی- Zhejiang SunCo Heat Exchange System Co., Ltd.

اثرات ساختار هدر بر توزیع جریان در یک اواپراتور میکرو کانالی

Update:Mar 07, 2024

اواپراتورهای میکرو کانال (MCEs) به طور گسترده ای از فناوری های انتقال حرارت مورد استفاده در تهویه مطبوع خودرو استفاده می شود. حجم کم، راندمان بالا و نگهداری آسان آنها را به انتخاب های محبوب تبدیل کرده است. با این حال، آنها مستعد توزیع نادرست مبرد هستند که پیامدهای جدی بر عملکرد حرارتی دارد و باید با بهبود توزیع جریان در کانال‌های آن به طور موثر مورد توجه قرار گیرد. بنابراین، این مقاله به طور تجربی چگونگی تأثیر ساختارهای سربرگ بر توزیع جریان در اواپراتورهای میکروکانالی را بررسی می‌کند.

اواپراتورهای میکروکانالی برای کنترل نحوه حرکت سیال در داخل به یک رژیم جریان در هدر خود بستگی دارند. رژیم جریان در این میکروکانال ها تحت تأثیر دمای سیال است که به نوبه خود توسط هندسه و نیروهای کشش سطحی اعمال شده بر مبرد ورودی تعیین می شود. از توزیع نادرست فقط می توان با به حداقل رساندن گرادیان فشار در امتداد هدر آنها جلوگیری کرد.

استراتژی های مختلفی برای کاهش افت فشار یک اواپراتور با بهینه سازی توزیع مایع و بخار در میکروکانال ها پیشنهاد شده است. بیشتر این استراتژی‌ها بر تغییر ویژگی‌های جریان یا هندسه میکروکانال‌ها متکی هستند. اگرچه موثر است، اما کاربردهای آنها به دلیل پیچیدگی و هزینه های سرمایه محدود است. همچنین، آنها راه حل های جامعی برای مشکلات مربوط به توزیع بخار در میکروکانال های اواپراتور ارائه نمی دهند.

یکی از امیدوارکننده‌ترین راه‌حل‌ها، استفاده از یک اواپراتور میکروکانالی با جهت لوله عمودی و منیفولدهای بزرگ است که عملکرد حرارتی مطلوب را در شرایط عملیاتی مختلف ارائه می‌کند. یک توزیع کننده مبرد داخلی، تزریق مبرد یکسان را در لوله های میکروکانال چند پورت تضمین می کند در حالی که منیفولدهای بزرگ زهکشی میعان آزاد را امکان پذیر می کنند. علاوه بر این، جهت عمودی آن از تجمع آب در منیفولد ورودی و دیواره های اواپراتور جلوگیری می کند.

مطالعات نشان داده‌اند که تبخیرکننده‌های میکروکانالی می‌توانند از به‌کارگیری استراتژی‌های مختلف برای کنترل توزیع جریان در میکروکانال‌های خود بهره‌مند شوند. یکی از این استراتژی ها شامل افزایش فضای پره برای کاهش افت فشار در سمت هوای مبدل حرارتی است. دیگری از طراحی منیفولدهایی با توزیع یکنواخت مبرد استفاده می کند. در نهایت سوم هر دو استراتژی را با تغییر ضرایب انتقال حرارت سمت هوا و سمت مبرد هر میکروکانال به صورت جداگانه اصلاح می کند.

آزمایش‌های گسترده‌ای را برای مقایسه عملکرد اواپراتور میکروکانالی با مبدل حرارتی لوله‌ای گرد انجام داد و متوجه شد که افت فشار سمت هوا در زمانی که ظرفیت خنک‌کننده برابر می‌شود کمتر است. آنها همچنین یک مدل محاسباتی برای پیش‌بینی این عامل برای مبدل‌های حرارتی میکروکانالی توسعه دادند و دریافتند که با داده‌های تجربی همبستگی خوبی دارد و بنابراین نشان دادند که چگونه با استفاده از یک دستگاه می‌توان افت فشار سمت هوا را تا ۲۷ درصد کاهش داد، بدون اینکه بر عملکرد یا قابلیت اطمینان تأثیر بگذارد.