波纹翅片板翅式换热器换热与阻力性能

为研究翅片结构对波纹翅片板翅式换热器换热与阻力性能的影响规律,在模化实验验证的基础上,对21种波纹翅片的性能进行数值模拟。结果表明:翅高h≤10 mm时,其对换热与阻力性能影响较小;翅高h>10 mm时,随h增大,换热性能先提高(Re=1500、5000时分别提高3.54%、5.98%)后降低(Re=1500、5000时分别降低4.2%、5.95%),阻力性能先降低(Re=1500、5000时分别降低2.83%、5.65%)后提高(Re=1500、5000时分别提高2.99%、3.98%)。随翅片间距s增大,换热性能在低雷诺数时降低(Re=1500时降低16.02%),在高雷诺数时提高(Re=5000时提高6.83%),阻力性能降低(Re=1500、5000时分别降低151.6%、73.87%)。随翅片振幅2 A增大,换热性能提高(Re=1500、5000时分别提高49.29%、34.43%),阻力性能降低(Re=1500、5000时分别降低201.18%、146.2%)。随波长L增大,换热性能降低(Re=1500、5000时分别降低45.92%、51.73%),阻力性能提高(Re=1500、5000时分别提高78.51%、85.3%)。获得了传热因子j、摩擦因子f与翅片结构参数及雷诺数Re的关联式。

椭圆率和管倾角对管翅式换热器热工性能的影响

建立管翅式换热器模型,在雷诺数Re为500~1600时,对不同椭圆率和管倾角下的管翅式换热器热工性能在3D CFD软件中进行数值分析.分析椭圆率(0.45~0.85)和管倾角(0°~45°)对管翅式换热器的流动和传热特性以及Colburn因子j、摩擦因数f和效率指数j/f的影响.结果表明,j、f随着Re的增大而降低,而j/f随Re的增大而上升,并逐渐趋于平缓;适当地倾斜椭圆管,有利于产生更多的湍流,强化对流换热.当管翅式换热器的椭圆率为0.75,管倾角为15°~25°时,最有利于换热和流体流动特性.

人字形波纹板传热与阻力特性的数值模拟和试验研究

对板式低温多效海水淡化技术中的人字形波纹板式换热器进行了单相流换热试验和数值模拟,试验结果表明其换热系数较高,在低Re数下就能达到3000 W/(m^2·K)以上。通过建立三维模型,运用CFD软件对人字形波纹板内部的传热及阻力特性进行数值模拟,研究了波纹倾角β、波高h和波纹间距λ对人字板传热以及流动阻力的影响,模拟结果与试验值误差都在15%以内。数值模拟结果表明,波纹倾角从30°增大到60°,传热因子j约提高60%,继续增大波纹倾角,传热因子反而降低,摩擦因子f随着波纹倾角的增大而增大;波高从3 mm增大到6 mm,传热因子j约提高5%,但摩擦因子f增大1倍;波纹间距从5 mm增大到20 mm,传热因子j约降低30%,但同时摩擦因子f降低70%。建议板式低温多效海水淡化系统的板型参数:波纹倾角60°,波高3~4 mm,波纹间距15~20 mm。

低雷诺数流动错位翅片传热和压降特性的实验研究

通过对油水板翅式换热器进行的性能试验,得到了低雷诺数流动下板翅式换热器翅片侧传热与阻力特性的数据,在此基础上获得了错位翅片传热因子与摩擦系数的准则关系式,传热因子和摩擦系数的最大计算误差分别为0.62%和1.44%。根据这些准则关系式提出了一个衡量翅片质量的经济系数。

适用于脱硝的三种新型波形传热元件的流动传热性能分析

针对脱硝后由于工况的变化,空气预热器的冷热段对传热和阻力有不同的需求,提出了三种不同波形(DE-1、DE-2和DE-3)的新型传热元件来适应脱硝后的这种变化。不同雷诺数下的试验结果表明DE-1的传热性能优于DE-2和DE-3,DE-3阻力性能最好。分析认为DE-3适用于空气预热器的热段,DE-1适用于冷段。实例计算结果表明,热段采用DE-3,冷段采用DE-1可以有效地缓解空气预热器脱硝过程中的堵灰和冷段腐蚀问题,适用于冷段和热段的脱硝。试验结果可为优化空气预热器的传热元件提供一定的理论支持。

柯尔本类似律在化工传递过程中的应用

柯尔本类似律不仅形式最简单,而且能较好地与化工传递过程的实验数据相吻合。本文介绍了柯尔本类似律、研究了柯尔本类似律的适用范围。结果表明:柯尔本类似律适用于无形体阻力的工况;对于有形体阻力的工况,同一设备内的传热与传质的柯尔本j因数仍可近似相互换算。

基于风道系统模块化建模的翅片管蒸发器结构优化

为提高翅片管蒸发器空气侧换热效率,减小蒸发器阻力,以模块化建模计算方法与多变量线性回归算法相结合的方式分别构建蒸发器流量、压降与蒸发器结构参数映射关系模型。在映射关系模型的基础上,以最大化传热因子与最小化摩擦因子为优化目标,以蒸发器排间距与管间距为设计变量,使用NSGA-Ⅱ多目标算法寻优并获得最优解集。从最大化空气侧换热效率、最小化空气侧摩擦、损失少量换热效率换取摩擦显著降低和折中考虑换热效率与摩擦四个角度进一步分析最优解集,获取四种情况下最优解并进行验证。结果表明:优化结果与仿真结果误差不超过5.6%,且相比于原始尺寸参数蒸发器换热效率与阻力特性均有不同程度提升。

车辆散热器耦合传热模拟研究

通过合理简化,建立了百叶窗翅片散热器的耦合传热模型,利用大型CFD软件FLUENT对具有不同结构参数的百叶窗散热器的流体流动和传热性能进行研究。将数值模拟结果与文献试验关联式计算结果进行对比,验证了数值模拟方法的正确性。分析了百叶窗翅片主要结构参数(百叶窗间距、百叶窗倾角、翅片间距、翅片宽度等)对传热因子j和摩擦因子f的影响,并利用公式j/f^(1/3)计算了其流体流动和传热的综合性能。

Thermal Performance of Elliptical Fin-and-Tube Heat Exchangers with Vortex Generator under Various Inclination Angles

Elliptical fin-and-tube heat exchangers are commonly used in air conditioning,heating,refrigeration industries,and ventilation.This study numerically investigates the effect of vortex generators on the performance of elliptical fin-and-tube heat exchanger under different inclination angles.In this study,air flow that is in the transitional regime is selected as the working fluid.Reynolds numbers at the inlet are varied in a range of 1300 to 2100,and the shear stress transport k-ωturbulence model is selected to solve the non-closure of basic turbulence equations.The ellipticity ratios of the tubes which are used for the analysis are between 0.6 and 1.0,and the inclination angles are varied from 15°to 75°.The effects of different inclination angles of vortex generators on the Colburn factor j,friction factor f,and efficiency index j/f are analyzed.The friction and Colburn factors are observed to increase with increasing vortex generator inclination angles.It is found that the efficiency factors for a 15°vortex generator inclination angle at 0.6,0.7,0.8,and 0.9 ellipticity ratios improve compared to the corresponding cases with no vortex generator.However,the vortex generator cannot improve the efficiency factor of the circular tube heat exchanger.The 3 D CFD method employed by this study has great potential for use in optimally designing the arrangement of the vortex generators to enhance the performance of heat exchangers.

百叶窗翅片结构对空气侧流动换热影响的研究进展

百叶窗翅片作为换热器主要翅片形式之一,其结构对空气侧流动换热特性有着重要影响。本文总结了近年来国内外在百叶窗翅片结构对空气侧流动换热影响方面的研究,包括翅片间距、翅片高度、翅片厚度、翅片深度、百叶窗间距及开窗角度对空气侧换热系数、压降、流动效率、传热因子和摩擦因子的影响。研究表明：传热因子随开窗角度和翅片深度的增加而增大,随翅片间距的增加而减小;摩擦因子随开窗角度的增大而增大,随百叶窗间距的增大而减小;其中,开窗角度与翅片深度分别是影响空气侧流动和换热的最主要因素。最后,在百叶窗结构的基础上,提出了对翅片表面进行处理以及使用新型翅片结构等途径来进一步强化空气侧流动换热的建议。