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下面我們來分析蒸氣噴射式旋轉(zhuǎn)壓縮機內(nèi)翅片管換熱器結(jié)霜對性能的影響。
當(dāng)濕空氣與低于冰點溫度的冷表面接觸時，就會發(fā)生傳熱和傳質(zhì)現(xiàn)象，而在換熱器表面就會出現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)象。霜層是由冰晶體與氣泡組成的多孔介質(zhì)，由于這種多孔介質(zhì)含有低熱導(dǎo)率的氣泡，霜層的熱導(dǎo)率就會變得很低，因此就導(dǎo)致了空氣與換熱器表面熱量交換降低，從而使換熱器的性能降低。為簡化研究，做出以下假設(shè)：
(a)所有換熱溫度都低于霜點溫度。
(b)結(jié)霜過程是準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)過程，在時間步長內(nèi)為穩(wěn)態(tài)
(c) 換熱器翅片表面霜均勻分布，不考慮換熱器管壁對流動的影響。
(d) 濕空氣與霜層之間的輻射散熱忽略不計。
(e) 霜層特性表現(xiàn)為平均值，霜的熱傳導(dǎo)率只與霜密度有關(guān)。
根據(jù)分子擴散原理，轉(zhuǎn)化為霜的水蒸氣質(zhì)量流量分為兩部分，其中一部分水蒸氣滲入霜層內(nèi)部增加霜層密度，另一部分水蒸氣在霜表面直接凝結(jié)而增加霜層厚度。根據(jù)能量守恒，從空氣傳遞到霜層的總熱量等于霜層內(nèi)部導(dǎo)熱與水蒸氣凝華熱量之和.霜表面的水蒸氣是處于過飽和狀態(tài)的，霜表面的過飽和度對于結(jié)霜過程中的質(zhì)量傳遞來說是非常重要的，因為它直接決定著質(zhì)量傳遞的驅(qū)動力。根據(jù)霜表面的溫度確定霜表面水蒸氣的過飽和度和含濕量，并可以計算霜的質(zhì)量變化率?？梢缘贸鏊砻娴乃魵夥謮毫?，進而可以確定霜表面水蒸氣的含濕量，最后可以算出霜的質(zhì)量變化率。
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