板翅式换热器平直翅片表面流动及传热特性

为了提高板翅式换热器的换热性能,采用CFD数值模拟方法,研究了翅片结构参数和入口Re数对板翅式换热器平直翅片的表面传热与流动阻力特性的影响。研究结果表明:当流体被加热时,翅片通道内部靠近固体壁面的流体温度较高,通道中心主流体区温度较低。流体在翅片通道内的温度分布呈一定梯度,靠近一次表面的流体温度梯度较大,而靠近二次表面的流体温度梯度较小。随着翅片高度和翅片间距的增加,平直翅片的表面传热因子和摩擦因子增大。而且,增加翅片的厚度,可在一定程度提高其换热性能,但翅片厚度存在一个最优值。研究结果可为板翅式换热器的优化设计提供理论指导。

板翅式换热器翅片通道中流体流动与传热的计算流体力学模拟

针对平直形和锯齿形两种不同翅片类型,利用计算流体动力学(CFD)软件FLUENT对板翅式换热器的微小通道进行了模拟,得出了通道中流体的流动与传热特性.计算结果表明,在相同情况下,平直形和锯齿形翅片中冷热流体的局部传热系数的最大值都出现在入口处;在锯齿形翅片的相邻2个锯齿的交错面上,流体的局部传热系数和压力存在突变,流体的边界层厚度要薄于在平直形翅片中的厚度,流体的局部换热系数要和压损大于其在平直形翅片中的值.

湿工况下平翅片传热传质实验与数值模拟

研究了湿工况下2排错列平翅片管换热器,迎面风速在0.77～3.06m.s范围内的传热特性:潜热换热量先是随迎面风速的增加而增加,当迎面风速增加到一定值后,潜热换热量受迎面风速的影响很小;与干工况相比,湿工况下空气侧的对流换热系数有所增加。在实验研究的基础上,为降低数值求解的难度,引入了“壁面反应”来模拟水蒸气在冷壁面的相变传热、传质过程,建立了湿工况平翅片管换热器空气侧三维传热、传质的简化模型。得到了湿空气的温度分布及水蒸气组分分布,并用场协同理论就迎面风速对传热、传质的影响进行了分析。将数值计算的结果与实验数据进行了对比,两者吻合很好。

基于FLUENT的板翅式换热器平直翅片数值模拟

为了对比板翅式换热器不同平直翅片的换热性能,采用CFD软件FLUENT数值模拟计算方法,研究了空气在三角形和矩形不同结构参数翅片中的表面传热与流动阻力特性。揭示了2种形状不同结构参数翅片中流体的速度对翅片表面换热因子和翅片表面摩擦因子的影响规律;并用CFD-Post分析了各参数在翅片中的分布情况。结果表明:在所有翅片中,翅片表面换热因子和翅片表面摩擦因子都随着流体速度的增大而减小;在三角形翅片中,翅片表面摩擦因子由翅顶部位对称向翅底两端均匀递减,在翅底两端最边缘附近分布最小;在矩形翅片中,翅片表面摩擦因子在翅片中部分布比较均匀,在翅片两端最边缘附近突然变小。

冲孔对三角小翼平翅片流动换热特性的影响

利用三维数值模拟的方法,研究了在平翅片上冲压三角小翼时留有的三角孔洞及其位置对翅片流动换热特性的影响.结果表明:迎流面冲孔处形成向下的流动,该流动对主流纵向涡影响很小;背流面冲孔处形成向上流动,该流动冲刷主流纵向涡,使每个三角小翼下游形成旋转方向相反的两个涡旋.迎流面冲孔对三角小翼翅片的换热性能影响很小,背流面冲孔使三角小翼翅片的换热性能下降,努谢尔数降低了1.0%~5.0%,迎流面和背流面冲孔均使三角小翼翅片的流动阻力减小.三角小翼的布置提高了翅片的综合换热性能,采用冲压方式加工三角小翼时,冲孔在小翼迎流面较优.

板翅式换热器流道中流体流动与传热的数值模拟研究

对板翅式换热器平直翅片流道中流体流动与传热的性能进行了数值计算,得出了七种不同高度、厚度和翅片间距大小的翅片流道中流体平均Nu数和压力降随Re数变化的曲线。

圆管平直翅片散热器翅片导热系数对其传热特性影响

圆管翅片式散热器是空调冷凝器、蒸发器常用的一种散热设备.提高该种散热器的传热性能、降低运行阻力可以减少机械能的消耗,减少排放.采用了完全耦合的数值方法对不同翅片材料下散热器在工况、结构不同时的性能进行了研究.分析了努塞尔数Nu、传热系数K随着翅片导热系数、管间距的变化关系.进一步分析了翅片材料、管间距对翅片表面传热性能的影响.

板翅式热交换器平直翅片流动与传热性能试验研究

通过空气-水传热试验,对平直翅片的流动传热性能进行了研究.试验结果表明,空气流速2.2～5.6 m/s时,翅片间空气侧的对流传热系数为50～141 W/（m^2·℃）,流动摩擦压降为40～90 Pa.实现翅片高效换热的空气流速是2.2～3.7 m/s,对应的翅片总效率在0.85～0.92.

平直翅型油冷却器传热与流阻性能的实验研究

管壳式换热器以其对压力、温度、介质的适应性、耐用性及经济性,在润滑油冷却系统中广泛使用。增加管壳式换热器油侧的换热系数和换热面积是提高油冷却器性能关键因素。为了提高油冷却器的传热性能,本文采取在管外加平直翅片(以下简称PS)方式来增加油侧的换热面积。对不同PS系列的油冷却器总换热量Q、壳侧油压降ΔP_o、总传热系数K_n、综合性能K_n/ΔP_o和Q_s/ΔP_o随油流量的变化进行了实验研究,采用多元线形回归方法得出油侧传热Nu_o和摩阻系数f_o的实验关联式,其结果为设计和选择该类型的油冷却器提供了理论指导和实验支持。

扁管、微元肋扁管水力特性的实验研究(英文)

对扁管和微元肋扁管的水力特性进行了实验研究。实验所用最小扁管的当量直径为 0 .44mm。当采用实验方法获取扁管准确的摩擦压力降时 ,首先需要计算出口和入口的局部压力降。采用了一个全新的实验方法对入口、出口处的局部压力降计算进行了实验校核 ,确保了入口、出口局部压力降计算的准确性。实验研究表明采用常规的计算圆管压力降方法计算扁管摩擦压力降误差较大 ,计算微元肋扁管误差更大。

平直翅片和开缝翅片换热器特性的数值模拟

翅片管式换热器作为制冷和空调装备中的一种重要设备,具有结构紧凑、制造简单、适用范围广等特点,它的运行状况直接关系到整个换热系统性能的优劣。翅片管式换热器空气侧传热性能以及速度场、温度场分布对换热效果的影响一直是国内外学者研究的重点。利用CFD技术对圆管平直翅片和圆管开缝翅片换热器两种形式下外部空气与翅片的换热效果进行了数值模拟。结果表明,圆管开缝翅片换热器的换热效果更好。

舰载燃气轮机间冷器内部流动的三维数值模拟

板翅式换热器是舰载燃气轮机首选换热器形式。针对平直型翅片的矩形通道的结构特点,建立了流动换热分析的耦合计算模型,采用计算流体动力学(CFD)方法对间冷器的通道流场进行了数值模拟。给出并分析了计算区域内多个截面的温度、压力、速度、局部传热系数等参数的分布图形和变化趋势,并考察了不同工况下间冷器的工作能力。

螺旋翅片管束灰污通风阻力试验研究

介绍了螺旋翅片管束灰污通风阻力试验研究的原理、试验系统和所采用的试验研究方法；将典型齿型和整体型螺旋翅片管束试验得出的灰阻力特性与实炉试验阻力特性以及洁净管束阻力特性相比较；得出适用于这两种灰污螺旋翅片管束通风阻力的计算方法．所得计算公式可直接应用于工程实际．

平直翅片热管散热器的正交数值模拟优化

文中以平直翅片热管散热器为研究对象,研究了翅片厚度、翅片间距、翅片高度、翅片宽度和热管直径5个结构参数对翅片换热性能和阻力特性的影响,采用正交实验设计的方法设计了上述结构参数的15个组合方案,利用CFD数值模拟的方法对每个组合方案下翅片的流动换热性能进行了模拟。以努塞尔数Nu、阻力系数f、传热性能综合评价指标(Performance Evaluation Criteria,PEC)作为评价指标,在每个评价指标下利用极差分析挑选出性能最优的组合方案。该方法能快速获得散热器结构的优化方案,并分析出主要影响因素,对工程应用有一定的指导意义。结果表明:影响Nu和f的最主要因素是热管直径,影响PEC的最主要因素是翅片厚度。对于本文研究的散热器,其最优参数组合方案为:翅片厚度为0.6 mm,翅片间距为2.2 mm,热管直径为6 mm,翅片高度为65 mm,翅片宽度为28 mm。

平直-波纹翅片扁平管外空气流动与换热特性的数值研究

利用Fluent软件,完成了平直翅片、波纹翅片和6种不同结构的平直-波纹复合翅片扁平管空气侧流动和换热的三维数值模拟研究。对温度场、速度场、表面平均传热系数、进出口压降、综合换热性能因子进行了分析对比,揭示了进口风速(1m/s^5m/s)、复合翅片中波纹翅片所占比例以及所处位置对翅片表面平均传热系数、通道进出口压降和综合换热性能因子的影响。结果表明,复合翅片中波纹翅片所占比例是影响进出口压降的主要因素;复合翅片中波纹翅片所处位置对换热性能的影响显著,但对进出口压降的影响很小;平直-波纹复合翅片可以提高蛇形翅片扁平管换热器的综合性能;当迎面风速大于2.6m/s时,B15P5型复合翅片的综合换热性能最优。

光管扰流子与翅片管扰流子空气预热器的经济性分析

举例说明管内增加扰流子及管外增加翅片对空气预热器传热系数的影响,在相同工艺参数条件下设计的光管扰流子预热器与翅片管扰流子预热器总重量和制造费用不同,光管扰流子预热器的经济性要高于翅片管扰流子预热器。

螺旋翅片-槽管式EGR冷却器流体换热性能分析

针对螺旋槽管式废气再循环系统(EGR)冷却器强化换热引起流动阻力增大的问题,通过计算流体力学(CFD)仿真计算及试验探究螺旋槽管式EGR冷却器流体换热性能后,提出螺旋翅片与螺旋槽管配合的新型EGR冷却器.通过CFD法将优化结构与光管、螺旋槽管、螺旋翅片-光管式冷却器进行对比,对螺旋翅片的高、长及螺距于流动换热的影响进行仿真预测.结果表明:螺旋槽管式EGR仿真与试验结果对比显示换热系数最大偏差3.9%,压降值最大偏差6.8%,在工程应用接受范围内,保证了分析方法的可靠性.螺旋翅片-槽管式EGR冷却器相比螺旋槽管式能增强换热并减小流阻,翅片形成螺旋流与螺旋槽形成螺旋流相似,能减小流阻近20%,翅片产生的螺旋流使螺旋槽处扰流效果增强,较螺旋槽管式冷却器出口温度最大下降4.5%;螺旋翅片总长增大半个螺距长度,出口温度最大降幅达6.2%,螺距长度按160mm均分,每减少一个螺距,对应流阻降幅达10%,翅片高度对性能影响不大,适当减小尺寸可减少加工材料,节约成本.

Experimental Study on Heat Transfer and Pressure Drop Characteristics of Four Types of Plate Fin－and－TUbe Heat Exchanger Surfaces

ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｎＨｅａｔＴｒａｎｓｆｅｒａｎｄＰｒｅｓｓｕｒｅＤｒｏｐＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＦｏｕｒＴｙｐｅｓｏｆＰｌａｔｅＦｉｎ－ａｎｄ－ＴＵｂｅＨｅａｔＥｘｃｈａｎｇｅｒＳｕｒｆａｃｅｓ￥Ｈ．Ｊ．Ｋａｎｇ；Ｗ．Ｌ...

湿工况下平直翅片对流传热传质数值研究

建立了湿空气流经平直翅片通道并伴有凝结现象发生的三维对流传热传质的数值模型,在空气进口雷诺数Re为190～3770,进口相对湿度φ_(in)为50%～90%的范围内,对干湿两种工况,平直翅片通道内的换热流动进行了对比研究。结果表明:湿工况换热系数为干工况换热系数的2.8～3.1倍,干工况翅片效率比湿工况翅片效率高35.8%～41.9%。当翅片为部分湿工况时,翅片效率随进口相对湿度的增大而增大,换热系数随进口相对湿度的增大而减小;当翅片为全湿工况后,进口相对湿度对翅片效率和换热系数的影响微弱。

高温下平直翅片管传热与阻力特性的数值研究

本文通过数值模拟方法对平直翅片管燃气侧在高温和常温两种不同环境中传热与阻力特性进行了对比研究。数值模拟结果表明,燃气进口温度对Nu数影响较大,温差对阻力系数f影响较大,辐射对Nu数影响较大,对阻力系数f影响很小。高温换热器用平直翅片管的传热与阻力特性不同于常温条件下的平直翅片管,在热力设计中平直翅片管常温下的传热与阻力规律不能直接推广到高温环境。