圆柱形翅片管换热器,是应用在圆筒式空调机组中的一种新型换热器。它克服了常规矩形断面翅片管换热器冷凝水飞溅、过渡季节旁通困难等问题。对换热器而言,传统的设计选型和换热性能研究需要通过复杂的手工计算和基于大量的性能试验,人力和时间成本高,效率较低。而利用数学建模的方法建立圆柱形翅片管换热器的模型算法,能够快速高效完成换热器的数字化设计和性能分析计算。无论对圆筒式空调箱企业的生产开发还是对这种新型换热器的推广使用都具有重要意义。本文进行了以下几个方面的工作:一、综合分析圆柱形翅片管换热器的物理结构特点,引入与之契合的分排参数模型并据此提出了换热器各排换热管的结构参数计算方法。利用数学、物理方程建立了换热器在干工况和湿工况下的传热传质模型,同时给出了换热性能参数的计算公式,为换热器的建模计算提供基础。二、利用数学建模的方法,建立了圆柱形翅片管换热器设计计算的分排参数模型,并运用二分迭代法进行算法的求解。模型能在已知循环风量和出水温度的设计模式下,计算确定换热器所需的结构。设计计算后还需进行校核计算,确定实际运行参数。另外,对模型算法的收敛性与稳定性进行了研究,保证算法迭代的收敛和运行稳定。三、基于分排参数法建立了圆柱形翅片管换热器的性能仿真计算模型,该模型能够计算不同结构换热器在不同工况下的换热性能,并通过与测试试验结果的对比验证仿真计算模型的可靠性。在性能仿真计算算法的基础上,研究了换热器各性能参数随工况参数的变化规律。分析圆柱形翅片管换热器的变工况特性,能够指导圆柱形翅片管换热器的运行调节与结构优化。四、基于上述模型开发了圆柱形翅片管换热器数字化设计与性能分析软件。软件能对圆柱形翅片管换热器进行数字化设计计算以及制冷/制热工况下的性能仿真计算、变工况或变结构计算。计算结果可以以常用文档格式输出,方便数据信息的存储和有效利用。同时扩展了软件的图形辅助分析功能,增添了空气处理过程线在湿空气焓湿图中的动态显示以及换热器结构图纸输出两部分功能,辅助换热器的结构设计与换热性能分析。