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管翅式换热器作为空调换热的主要部件,其成形质量对换热效果有重要影响。通过胀接后管翅贴合度来研究换热器胀接成形质量,针对换热管和翅片不完全接触的问题,开展胀接工艺参数优化研究,以提高管翅贴合度和换热器换热效果。首先,以管翅式换热器为研究对象,从理论上研究了胀接后换热管和翅片的接触情况对管翅传热的影响,由此提出从换热器胀接工艺角度提高胀后管翅贴合度。通过研究换热管和翅片在胀接工艺过程三个阶段中的力学状态,分析了翅片所受轴向力对管翅贴合度的影响,得到了翅片受到轴向作用力与胀头直径、换热管壁厚和翅片内径因素有关的结果。其次,以光管换热器和内螺纹管换热器为研究对象,根据光管换热器为轴对称模型、内螺纹管换热器呈旋转对称的结构特点进行模型简化,并验证了简化模型的可行性。通过仿真手段分别对影响光管换热器和内螺纹管换热器胀接后贴合度的因素进行研究,得到了胀头、换热管和翅片各自参数对管翅贴合度的影响规律。此外,基于单因素研究结果设计了正交试验仿真,分别得到对光管换热器和内螺纹管换热器胀后管翅贴合度影响因素主次顺序,得到了光管换热器的胀接工艺最优参数组合是胀头直径6.90 mm、光管壁厚0.22 mm、翅片内径7.30 mm和翅片壁厚0.090 mm,内螺纹管换热器的最优工艺参数组合是内螺纹管底壁厚0.23 mm、内螺纹齿高0.20 mm、内螺纹管螺旋角16°、翅片内径7.31 mm和翅片壁厚0.105 mm。最后,从传热方面对两种换热器的优化参数进行验证。一方面,建立光管换热器和内螺纹管换热器的原有模型和优化模型进行管翅传热仿真,另一方面通过搭建换热实验装置平台进行传热实验,其结果均验证了最优工艺参数的优越性,对实际生产具有一定的指导意义。

关键词：管翅式换热器胀接工艺管翅贴合度参数优化管翅传热

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