Z字型百叶窗翅片折角对汽车空调冷凝器换热性能的影响

□房 颖 孙华雨

Z字型百叶窗翅片角度是影响冷凝器散热的主要结构参数，影响着散热空气的流动性，而散热空气的流动性直接影响着散热性。针对Z字型百叶窗冷凝器的翅片，对不同的翅片百叶窗角度进行分析和比较，从而选择最合理的翅片百叶窗角度。

一、翅片折角对其性能的影响

(一)结构参数变化。保持扁管间距Fh=9，扁管厚度h=0．35，翅片长度Ld=19，平板长度S=1．8，翅片间距Fp=2，翅片宽度Lh=8，翅片厚度h1=0．12，翅片水平间距Lp=1．2，翅片夹角α=27°参数不变，改变折角值，如表1所示。

表1 折角变化值

(二)结果分析。

1．数值分析。由图1(a)可知随着折角的增加，传热性能呈现出先增后减的趋势，在17°～20°左右。传热性能最好，在折角为18°时，其值高于计算区域平均值13．02%，由图1(b)可得，流动阻力随着折角的增大而呈线性减小的趋势。由图2可知换热翅片的综合换热性能随着折角的增大呈现出先增后减的趋势，在折角为16°～21°时综合换热性能最好，高于计算平均值6．64%～13．91%。因此在优化换热翅片时可以选择此区间的折角度。

图1 j及f因子与折角关系曲线

图2 j/f^(1/3)值随着折角的变化曲线

图3 折角不断增大时的流线图

2．场分析。由图3可知除了极少数流体从百叶窗之间流过外，大部分流体都从Z百叶窗中间穿过。从流动效率来看，具有较高的流动效率，这对传热是有利的。这种趋势随着折角不断增加呈现出先增加后减少的趋势。主要是由于折角对流体阻断强度不同。

图4 折角不断增大时的温度图

由图4可知换热主要发生在Z百叶窗翅片的前半部分，这是由于在Z百叶窗翅片前部分温度高于后部分温度的原因，并且沿主流方向流体温度越来越高。在Z字型翅片的翅片角处流体温度相对较高，主要是由于折角的扰流作用。

由图5可知在前半部分的压降略小于后半部分的压降，随着折角的不断增加，压降不断减少。

二、结语

通过分析得出换热翅片的综合换热性能随着翅片折角θ的增大呈现出先增后减的趋势，在折角为16°～21°时综合换热性能最好，高于计算平均值6．64%～13．91%。因此在优化换热翅片时可以选择此区间的折角度。

图5 折角不断增大时的压力图

［1］李海凤．板翅换热器倾斜波纹翅片传热与流动特性研究［D］．山东大学，2006

［2］许伟．几种典型翅片传热及阻力特性的数值研究与分析［D］．清华大学，2005

［3］陈磊．翅片管式冷凝器传热优化数值模拟研究［D］．北京工业大学，2008