蒲 亮 周 洋 齐 迪

(西安交通大学能源与动力工程学院制冷与低温工程系 西安 710049)

星型翅片管换热器结霜过程的数值模拟

蒲 亮 周 洋 齐 迪

(西安交通大学能源与动力工程学院制冷与低温工程系 西安 710049)

采用数值模拟的方法对星型翅片管换热器的结霜过程进行了研究。得到了霜层厚度和霜层密度等物性参数的变化规律，分析了其空气侧结霜过程中的传热传质特性，研究了翅片高度和翅片个数两个参数对结霜过程的影响。结果表明，结霜现象会造成换热器换热性能的恶化,并且翅片个数越多、翅片高度越小，传热恶化更严重。

星型翅片管换热器 数值模拟 结霜过程 传质传热特性

1 引 言

气化器是低温换热器的一种，其主要应用在液氮、液氧、LNG等各种低温介质的再气化过程中。空温式气化器是低温换热器的一种常见形式，其主要结构形式为星型翅片管。在气化过程中，其从空气中吸收热量并将其传递给管内的低温介质使相变而气化。与其他气化器相比，其结构简单、经济性好、符合节能环保的要求，因此在多个领域中得到了广泛的应用[1]。但星型翅片管气化器管内流动的是各种低温液体介质，空气中的水蒸气很容易在管壁外侧凝华而结霜，这会造成星型翅片管换热器传热性能的严重恶化。

目前，国内外不少学者对换热器结霜进行了大量的研究[2-4]。但在这些研究中，结霜模型多是在-18 —-25 ℃的普冷工况提出的，而低温星型翅片管的管内介质的温度多在-160 ℃以下，低温下的结霜现象还会出现许多新问题，这限制了现有结霜模型的应用；……