Z字型百葉窗翅片折角對汽車空調冷凝器換熱性能的影響

□房 穎 孫華雨

Z字型百葉窗翅片角度是影響冷凝器散熱的主要結構參數，影響著散熱空氣的流動性，而散熱空氣的流動性直接影響著散熱性。針對Z字型百葉窗冷凝器的翅片，對不同的翅片百葉窗角度進行分析和比較，從而選擇最合理的翅片百葉窗角度。

一、翅片折角對其性能的影響

(一)結構參數變化。保持扁管間距Fh=9，扁管厚度h=0．35，翅片長度Ld=19，平板長度S=1．8，翅片間距Fp=2，翅片寬度Lh=8，翅片厚度h1=0．12，翅片水平間距Lp=1．2，翅片夾角α=27°參數不變，改變折角值，如表1所示。

表1 折角變化值

(二)結果分析。

1．數值分析。由圖1(a)可知隨著折角的增加，傳熱性能呈現出先增后減的趨勢，在17°～20°左右。傳熱性能最好，在折角為18°時，其值高于計算區域平均值13．02%，由圖1(b)可得，流動阻力隨著折角的增大而呈線性減小的趨勢。由圖2可知換熱翅片的綜合換熱性能隨著折角的增大呈現出先增后減的趨勢，在折角為16°～21°時綜合換熱性能最好，高于計算平均值6．64%～13．91%。因此在優化換熱翅片時可以選擇此區間的折角度。

圖1 j及f因子與折角關系曲線

圖2 j/f^(1/3)值隨著折角的變化曲線

圖3 折角不斷增大時的流線圖

2．場分析。由圖3可知除了極少數流體從百葉窗之間流過外，大部分流體都從Z百葉窗中間穿過。從流動效率來看，具有較高的流動效率，這對傳熱是有利的。這種趨勢隨著折角不斷增加呈現出先增加后減少的趨勢。主要是由于折角對流體阻斷強度不同。

圖4 折角不斷增大時的溫度圖

由圖4可知換熱主要發生在Z百葉窗翅片的前半部分，這是由于在Z百葉窗翅片前部分溫度高于后部分溫度的原因，并且沿主流方向流體溫度越來越高。在Z字型翅片的翅片角處流體溫度相對較高，主要是由于折角的擾流作用。

由圖5可知在前半部分的壓降略小于后半部分的壓降，隨著折角的不斷增加，壓降不斷減少。

二、結語

通過分析得出換熱翅片的綜合換熱性能隨著翅片折角θ的增大呈現出先增后減的趨勢，在折角為16°～21°時綜合換熱性能最好，高于計算平均值6．64%～13．91%。因此在優化換熱翅片時可以選擇此區間的折角度。

圖5 折角不斷增大時的壓力圖

［1］李海鳳．板翅換熱器傾斜波紋翅片傳熱與流動特性研究［D］．山東大學，2006

［2］許偉．幾種典型翅片傳熱及阻力特性的數值研究與分析［D］．清華大學，2005

［3］陳磊．翅片管式冷凝器傳熱優化數值模擬研究［D］．北京工業大學，2008