通讯基站分离式热管换热器的传热性能实验研究

通讯基站面临散热不均、散热系统能耗高等问题。分离式热管换热器能替代机房内空调的使用,有效减少基站散热系统能耗。分离式热管换热器传热性能的影响因素有充液率、工质类型和风量等。为了研究不同因素对换热性能的影响,通过理论计算对比分析了理论充液率和实际充液率的差异;搭建实验平台研究了不同充液率下换热器的传热性能变化规律,不同高、中温工质下换热器性能的差异以及室内外风机功率的改变对换热器性能的影响规律。研究发现:使用工质R134a时,最小充液率理论值和实际值的误差为4.74%,换热器最优充液率范围为27.1%~47.9%,且最佳充液率为31.6%,最佳充液率下换热器当量换热系数为909 W/℃;随着充液率的提升,换热器内部相变区域先增大后减小,传热形式由气态工质显热传热为主先变为工质相变潜热传热为主,而后变成液态工质显热传热为主;高温工质不适用于该分离式热管换热器,使用高温工质时,换热器内部无明显相变区域,换热器使用的工质沸点越低,相变区域越大,换热器性能越好,其最佳充液率范围也越大;随着室内、外风机功率增大,换热器性能均先迅速提升而后提升速率减缓,但蒸发器侧由于散热条件较差,提升内风机功率对系统传热性能的提升较提升外风机功率更为显著。

整体式微通道换热器的性能分析

为了提升整体式微通道换热器的整体性能,建立了整体式微通道换热器的稳态换热模型,研究了结构参数与运行参数对其的影响规律。整体式微通道换热器以R245fa为工作工质,并在实验验证模型准确性的基础上,利用该模型模拟研究了换热器风量和换热器热管间距对系统整体热阻和空气侧压降等参数的影响。研究结果表明,当微通道换热器的蒸发段风量为0.41 m^(3)/s、冷凝段风量为0.21 m^(3)/s时,换热器的系统整体热阻为0.0380 m^(2)·K/W;随着冷凝段和蒸发段循环风量的增加,微通道换热器空气侧的压降增加,整体热阻均降低;微通道换热器的整体热阻的下降趋势随着风量的增加而逐渐减弱,得出在本研究范围内,蒸发段风量取0.45 m^(3)/s、冷凝段风量取0.69 m^(3)/s为宜;随着整体式微通道换热器热管间距的增加,微通道换热器整体热阻呈上升趋势,微通道换热器在蒸发段空气侧的压降呈下降趋势。当换热器热管间距为6 mm时,微通道换热器综合性能达到最佳。研究结果对通信基站冷却设备设计及微通道换热器结构与控制参数优化设计提供了参考依据。

两种不同蜗壳结构C1旋风筒性能差异的数值模拟研究

针对两种不同蜗壳结构的C1旋风筒建立模型,进行了数值模拟,其中气相采用RSM雷诺应力模型,颗粒相采用DPM离散相模型,模拟结果符合实际工况。针对两种旋风筒的结构差异,对其速度场、压力场以及各截面湍流强度进行了对比分析。结果表明:两种结构旋风筒的气固分离效率变化不大;压降有300 Pa左右的差别,其中270°切的蜗壳相较于180°切湍流强度更小,阻力损失也更小;换热管道与旋风筒蜗壳入口的连接形式以及入口形状对流场的稳定性影响较大,其中五边形进口比四边形进口的流场分布更为合理,阻力损失也更小,相对来说,系统运行的能耗将更低。