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Experimental investigation of enhanced heat transfer for fined circular tube heat exchanger with rectangular fins
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作者 李永星 杨冬 陈听宽 《Journal of Harbin Institute of Technology(New Series)》 EI CAS 2006年第4期385-390,共6页
Presents a set of data for flow and heat transfer of finned-tube bundle under the condition of high air flow velocity. Air flow and heat transfer over a 4 × 4 ( columns × rows) finned-tube heat exchanger w... Presents a set of data for flow and heat transfer of finned-tube bundle under the condition of high air flow velocity. Air flow and heat transfer over a 4 × 4 ( columns × rows) finned-tube heat exchanger with rectangular fins was investigated experimentally in a wind tunnel with constant wall temperatures condition. The air flow velocity based on the minimum flow cross-section area over flow channel ranged from 13.8 to 50. 2 m/s, the heal transfer rate ranged from 21.8 to47. 1 kW, and the air temperatures increase ranged from 10. 9 to 19. 8 ℃. The present results were compared with results calculated from correlations proposed by CSPE. For air flow velocity less than 25 m/s, these two results of heat transfer agreed well with each other, whereas for larger velocity, our test data disagreed with the CSPE correlations. For the friction factor, present data are much higher than the predicted results in the whole range. Finally, correlations for friction factors and heat transfer coefficients are DrODosed based on the experimental results. 展开更多
关键词 haeat exchanger rectangular finned-tube enhanced heat transfer friction factor
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超临界CO_(2)板式扩散焊矩形微通道换热器扰流格栅结构优化研究
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作者 任燕 王沛东 +4 位作者 李洪 刘婧楠 武卫东 章立新 杨其国 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期4850-4858,I0020,共10页
为提升超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))布雷顿循环系统中印刷电路板式换热器(printed circuit heat exchanger,PCHE)的流动传热综合性能,该文通过数值模拟的方法,基于一种全蚀刻工艺的新型矩形截面PCHE,建立以... 为提升超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))布雷顿循环系统中印刷电路板式换热器(printed circuit heat exchanger,PCHE)的流动传热综合性能,该文通过数值模拟的方法,基于一种全蚀刻工艺的新型矩形截面PCHE,建立以冷热通道换热单元为研究对象的数学物理模型。研究不同运行工况下,通道内扰流格栅间距对S-CO_(2)流动传热特性的影响机理和影响规律。结果表明:不同格栅间距的热通道内S-CO_(2)的流速均沿程逐渐减小,而冷通道内S-CO_(2)的流速反而沿程逐渐增大。冷热通道内的流动摩擦阻力系数(f)和努塞尔数(Nu)均随着格栅间距的增大而逐渐增大,但不同格栅间距的冷通道内的f和Nu均大于其对应的热通道内的f和Nu。当格栅间距为5.97 mm时,矩形截面通道具有相对最优的综合性能,可以在阻力损失较小的情况下实现强化换热。研究结果可为全蚀刻工艺矩形截面PCHE的性能提升和结构优化提供理论依据和数据支撑。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳(S-CO_(2)) 印刷电路板式换热器 矩形截面 格栅间距 综合传热增强因子
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印刷电路板式换热器焊接质量影响因素分析 被引量:1
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作者 史新鑫 李博 +3 位作者 李彦默 李晟 李培跃 付文 《热加工工艺》 北大核心 2023年第7期113-116,121,共5页
印刷电路板式换热器的换热芯体是对层层堆叠的冷热换热板采用扩散焊在高温高压下焊合而成的。但是,换热板中换热流道的存在阻碍了焊接压力沿换热板的均匀传递,使得板间轴向应力分布不均,造成流道处焊合质量差、层板变形等缺陷。采用有... 印刷电路板式换热器的换热芯体是对层层堆叠的冷热换热板采用扩散焊在高温高压下焊合而成的。但是,换热板中换热流道的存在阻碍了焊接压力沿换热板的均匀传递,使得板间轴向应力分布不均,造成流道处焊合质量差、层板变形等缺陷。采用有限元法,考虑矩形截面流道的几何尺寸(流道宽度、肋宽、板厚)与焊接压力等因素,研究轴向应力在换热板焊合界面间的分布规律。结果表明:板间轴向应力绝对值在1个流道宽度范围内沿一侧向另一侧呈现先减小后增大的分布,流道中心区域为焊合薄弱区域。随着流道宽度的增大,板间中心区域的轴向压应力减小,不利于焊合;随着板片肋宽、焊接压力的增加,板间轴向压应力增大,但是流道两侧应力集中加剧,易产生焊接变形;适当增加流道板厚可以使流道界面轴向应力分布更均匀。 展开更多
关键词 印刷电路板式换热器 矩形流道 应力分布
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棋盘拓扑矩形通道换热器的流动及换热特性研究
4
作者 雷泳 《机械工程师》 2023年第6期100-104,共5页
选取矩形换热器的最基本换热单元,通过数值模拟方法对不同截面尺寸的矩形通道换热器的流动和换热特性进行了探究。研究发现:在截面高宽比相同的情况下,随着水力直径的增加,流动阻力逐渐减少,传热性能下降,但换热器的综合换热性能提高;... 选取矩形换热器的最基本换热单元,通过数值模拟方法对不同截面尺寸的矩形通道换热器的流动和换热特性进行了探究。研究发现:在截面高宽比相同的情况下,随着水力直径的增加,流动阻力逐渐减少,传热性能下降,但换热器的综合换热性能提高;当中心矩形截面面积不变的前提下增大截面高宽比,水力直径不断降低,流动阻力随之增大,换热性能与高宽比并非为线性关系,在研究范围内高宽比为4的结构换热效果最佳。 展开更多
关键词 矩形通道 换热器 数值模拟 流动传热
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螺旋管紧凑式换热器传热性能分析 被引量:12
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作者 孔戴 彭晓峰 杨震 《热科学与技术》 CAS CSCD 2008年第2期115-119,共5页
数值模拟研究了紧凑式小管螺旋管换热器的流动换热特性。螺旋管换热器由35个单管(直管和弯管)构成,管外为空气冷却,管内流过不同温度的液体工质R141B。模拟结果表明,各单根螺旋管内外对流传热系数、温度分布和传热性能,主要受内外流体... 数值模拟研究了紧凑式小管螺旋管换热器的流动换热特性。螺旋管换热器由35个单管(直管和弯管)构成,管外为空气冷却,管内流过不同温度的液体工质R141B。模拟结果表明,各单根螺旋管内外对流传热系数、温度分布和传热性能,主要受内外流体温度梯度、回流条件、外部空气流速和单根管的传热表面积等因素的影响。 展开更多
关键词 换热器 螺旋管 管排布 强化传热
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矩形翅片椭圆换热管束性能 被引量:11
6
作者 赵兰萍 宋亚军 杨志刚 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1096-1100,1129,共6页
采用标准k-ε模型,就管排数和翅片间距等因素对矩形翅片椭圆换热管束流动换热性能的影响进行分析.得到管束各排翅片表面平均换热系数分布规律,并给出j因子和f因子与管排数的关系.结果表明:翅片间距主要通过阻力对管束性能产生影响,当翅... 采用标准k-ε模型,就管排数和翅片间距等因素对矩形翅片椭圆换热管束流动换热性能的影响进行分析.得到管束各排翅片表面平均换热系数分布规律,并给出j因子和f因子与管排数的关系.结果表明:翅片间距主要通过阻力对管束性能产生影响,当翅片间距小于2.5 mm时,管束空气侧阻力对风速的敏感性显著增加;可以通过采用高导热系数翅片材料的方法来提升管束性能. 展开更多
关键词 风洞换热器 矩形翅片椭圆管束 流动换热性能 管排数 翅片间距
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矩形翅片椭圆管热交换器流动和换热特性的数值模拟 被引量:23
7
作者 李启良 赵兰萍 《流体机械》 CSCD 北大核心 2006年第8期67-70,共4页
利用CFD计算方法,对矩形翅片椭圆管热交换器进行了数值模拟,得到其在不同风速下的流动和换热特性,并就椭圆管和圆管之间阻力与换热特性进行了计算比较,分析讨论了片距及管排数对阻力特性的影响,为风洞热交换器设计提供依据。
关键词 矩形翅片椭圆管 热交换器 数值模拟 汽车风洞
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缩放平行板间插入旋流片的复合强化传热 被引量:2
8
作者 何兆红 邓先和 +1 位作者 管志樟 李志武 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期53-57,共5页
为了研究新型换热器——矩形管束换热器的传热性能,通过在缩放平行板间插入一组旋流片来研究旋流片下游的传热与流阻,并与光滑平行板、无旋流片缩放平行板的传热效果进行比较.实验结果表明:在实验范围内(19000<Re<44000),缩放平... 为了研究新型换热器——矩形管束换热器的传热性能,通过在缩放平行板间插入一组旋流片来研究旋流片下游的传热与流阻,并与光滑平行板、无旋流片缩放平行板的传热效果进行比较.实验结果表明:在实验范围内(19000<Re<44000),缩放平行板间插入旋流片时,随着旋流片下游距离的增大,其局部努赛尔数和阻力系数减小,而强化传热综合因子先增大后减小;当Re为19071、旋流片下游距离为140mm时,强化传热综合因子达到最大值,比光滑平行板和无旋流片缩放平行板的传热性能分别提高15%和9%左右,说明缩放平行板复合旋流片有较好的强化传热效果。 展开更多
关键词 复合强化传热 矩形管束换热器 缩放平行板 旋流片
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管间距对矩形翅片椭圆管换热管束性能的影响 被引量:11
9
作者 赵兰萍 杨志刚 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期150-154,160,共6页
采用标准k-ε模型,就横向管间距和纵向管间距对矩形翅片椭圆管换热管束流动换热性能的影响进行分析.研究发现:横向管间距是主要影响因素,纵向管间距的影响较小;横向管间距越大,等压降约束条件下的综合性能越差;扰流孔的存在强化横向管... 采用标准k-ε模型,就横向管间距和纵向管间距对矩形翅片椭圆管换热管束流动换热性能的影响进行分析.研究发现:横向管间距是主要影响因素,纵向管间距的影响较小;横向管间距越大,等压降约束条件下的综合性能越差;扰流孔的存在强化横向管间距和纵向管间距的作用,开设扰流孔使得管束综合性能有所下降. 展开更多
关键词 汽车风洞换热器 矩形翅片椭圆管束 流动换热性能 管间距 扰流孔
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管束排列方式对矩形翅片椭圆管束性能的影响 被引量:6
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作者 赵兰萍 杨志刚 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期298-302,共5页
采用标准k-ε模型,对错排和错列两种排列方式在不同管间距下共24种结构进行了计算分析,发现错列结构的换热性能和综合性能均优于错排结构.错排结构性能跟横向管间距关系较大,而错列结构的性能对管间距并不敏感.通过对两种结构的流场、... 采用标准k-ε模型,对错排和错列两种排列方式在不同管间距下共24种结构进行了计算分析,发现错列结构的换热性能和综合性能均优于错排结构.错排结构性能跟横向管间距关系较大,而错列结构的性能对管间距并不敏感.通过对两种结构的流场、温度场特征分析,发现错列结构类似于圆管换热器中的叉排,错列结构在强化翅片换热的同时也强化了管子的换热,该结构具有较大的管束进口压力损失是造成其空气侧总压降大于错排结构的主要原因. 展开更多
关键词 汽车风洞换热器 矩形翅片椭圆管束 流动换热性能 错排 错列
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小尺度槽道换热器换热性能的实验测试系统 被引量:2
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作者 赵仕琦 陈宝明 《重庆工学院学报(自然科学版)》 2008年第3期27-31,共5页
介绍了小尺度槽道换热器换热性能实验系统的构成、测试段的设计与加工、实验台的布置、实验参数测量及数据采集测试方法.该实验测试系统可以对不同内部结构的小尺度换热器,在不同的流量和加热功率下进行测试,实验测试系统采用先进的温... 介绍了小尺度槽道换热器换热性能实验系统的构成、测试段的设计与加工、实验台的布置、实验参数测量及数据采集测试方法.该实验测试系统可以对不同内部结构的小尺度换热器,在不同的流量和加热功率下进行测试,实验测试系统采用先进的温度、压力传感器,由高精度、多通道的Agilent数据采集系统实时采集温度及压力信号,保证了实验数据的准确性及可靠性. 展开更多
关键词 小尺度 矩形槽道 换热器 实验 数据采集
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一种模拟竖直地埋管换热器的热响应因子
12
作者 陈友明 潘冰冰 +1 位作者 张训水 杜次元 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期138-144,共7页
为了快速并准确地计算钻孔群地下土壤和钻孔内流体的温度,在现有的模拟竖直埋管长期换热的模型基础上,提出了一种新的计算竖直地埋管钻孔域温度响应的响应因子——单位矩形脉冲热负荷作用下热响应函数(δ-函数).通过将δ-函数与快速傅... 为了快速并准确地计算钻孔群地下土壤和钻孔内流体的温度,在现有的模拟竖直埋管长期换热的模型基础上,提出了一种新的计算竖直地埋管钻孔域温度响应的响应因子——单位矩形脉冲热负荷作用下热响应函数(δ-函数).通过将δ-函数与快速傅里叶变换相结合来提高δ-函数的模拟速度,将该响应因子及算法与g-函数进行了精度和计算速度的对比.结果表明:该响应因子及算法不仅与g-函数有相同的计算精度,而且计算速度有显著的提高,当模拟5×8的钻孔群30a的温度响应时计算时间不到90s. 展开更多
关键词 竖直埋管换热器 单位矩形热脉冲 δ-函数 快速傅里叶变换 逐时模拟
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三维矩形外肋管流动传热特性数值模拟
13
作者 王小雨 杜一恒 《山东化工》 CAS 2020年第17期224-226,230,共4页
在换热过程中,由于空气等流体侧换热系数较小,为了增大换热系数,提高换热效率,一般选用肋片式换热器来实现换热目的。据此,本文利用流体分析软件Fluent研究矩形外肋管的流动传热特性。矩形外肋管的肋片结构对换热性能影响较大,本文研究... 在换热过程中,由于空气等流体侧换热系数较小,为了增大换热系数,提高换热效率,一般选用肋片式换热器来实现换热目的。据此,本文利用流体分析软件Fluent研究矩形外肋管的流动传热特性。矩形外肋管的肋片结构对换热性能影响较大,本文研究了矩形外肋管的肋片数量和高度对换热系数的影响。结果表明,随着肋片数量的增加,换热系数增大,当肋片数量增大到一定的程度,换热系数变化不再明显,趋于平稳;随着肋片高度的由20 mm增加到40 mm,换热系数稳定升高,但高度为10 mm时不满足次规律。肋片数量为16高度为10 mm,此时换热系数最大,换热效果最好。本研究对矩形外肋管的研究有一定的指导和参考意义。 展开更多
关键词 矩形外肋管 换热系数 换热管 数值模拟
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矩形块孔式石墨换热器铸铁件的选用及耐水压试验压力系数选取
14
作者 周杰 侯一兵 王常英 《全面腐蚀控制》 2011年第1期31-32,共2页
矩形块孔式石墨换热器是石墨制化工设备系列中的一种品种,结构上分为矩形和正方形,流程分为单程、多程水平式、垂直式等。目前,我国部分石墨制化工设备已按特种设备安全技术规范TSG R0001—2004《非金属压力容器安全技术监察规程》规定... 矩形块孔式石墨换热器是石墨制化工设备系列中的一种品种,结构上分为矩形和正方形,流程分为单程、多程水平式、垂直式等。目前,我国部分石墨制化工设备已按特种设备安全技术规范TSG R0001—2004《非金属压力容器安全技术监察规程》规定的要求进行管理,所以对已属非金属压力容器管辖范围的部分矩形块孔式石墨换热器,所用铸铁件及耐水压试验压力系数的选取,需要按国家的法规、技术规范及相关标准规定进行。 展开更多
关键词 矩形块孔式石墨换热器 铸铁件
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板式扩散焊矩形微通道换热器中S-CO_(2)流动与传热特性的数值模拟 被引量:3
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作者 李洪 任燕 +3 位作者 章立新 高明 刘婧楠 杨其国 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1174-1182,共9页
基于加工工艺便捷高效的板式扩散焊矩形微通道换热器,建立了以冷热直通道换热单元为研究对象的数学物理模型,研究了超临界二氧化碳(S-CO_(2))在不同边界条件和通道结构下的流动与传热特性。结果表明:随着雷诺数(Re)的增大,冷热直通道内... 基于加工工艺便捷高效的板式扩散焊矩形微通道换热器,建立了以冷热直通道换热单元为研究对象的数学物理模型,研究了超临界二氧化碳(S-CO_(2))在不同边界条件和通道结构下的流动与传热特性。结果表明:随着雷诺数(Re)的增大,冷热直通道内的湍流增强,传热性能得到提升,流动摩擦阻力系数减小;与无格栅时矩形通道相比,格栅水平设置在矩形通道两侧时的扰流效果和传热性能最优,综合传热增强因子(PEC)相对最高,但与半圆形直通道相比其PEC仍有待进一步提高。 展开更多
关键词 板式扩散焊矩形微通道 换热器 S-CO_(2) 传热特性 摩擦阻力 综合传热增强因子
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矩形偏心翅片椭圆管流动与换热的数值研究 被引量:5
16
作者 马建宗 阴继翔 吴广剑 《热力发电》 CAS 北大核心 2014年第8期89-93,97,共6页
采用Fluent软件,在进口空气流速v=0.5~4.0m/s下,对不同波纹倾角(θ=0°、θ=5°、θ=10°、θ=15°、θ=18°)的矩形偏心波纹翅片椭圆管换热器翅片间的流动与换热规律进行了三维数值模拟,分析了不同雷诺数Re和波... 采用Fluent软件,在进口空气流速v=0.5~4.0m/s下,对不同波纹倾角(θ=0°、θ=5°、θ=10°、θ=15°、θ=18°)的矩形偏心波纹翅片椭圆管换热器翅片间的流动与换热规律进行了三维数值模拟,分析了不同雷诺数Re和波纹倾角θ对矩形偏心波纹翅片椭圆管换热器的翅片表面平均努塞尔数Nu、压差损失Δp以及翅片管综合换热性能因子j/f的影响。研究结果表明:矩形偏心平直翅片椭圆管的综合换热性能最佳;适当增加翅片前端迎风侧波纹倾角,减小翅片后部区域波纹倾角,可同时起到增强换热、减少阻力损失的双重作用。 展开更多
关键词 换热器 矩形偏心翅片 椭圆管 数值模拟 波纹倾角 综合换热性能
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封闭腔内置倾斜换热管的自然对流数值模拟 被引量:4
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作者 周梦 虞斌 涂善东 《化工机械》 CAS 2018年第5期636-642,共7页
数值模拟了封闭腔内置倾斜换热管的自然对流流动与换热。研究了瑞利数Ra(104~107)、换热管倾角θ(30~75°)、方腔高宽比A(3/5,1,5/3)条件下方腔内温度场、流场和换热管表面平均努塞尔数Nuav的变化规律。结果表明:换热管表面平均... 数值模拟了封闭腔内置倾斜换热管的自然对流流动与换热。研究了瑞利数Ra(104~107)、换热管倾角θ(30~75°)、方腔高宽比A(3/5,1,5/3)条件下方腔内温度场、流场和换热管表面平均努塞尔数Nuav的变化规律。结果表明:换热管表面平均努塞尔数随着瑞利数的增大而增大,换热机理由导热逐渐过渡到对流换热,换热能力逐渐加强;随着换热管倾角的增大,方腔内的流动结构由双涡结构转变为单涡结构,平均努塞尔数与倾角呈递增关系,换热能力加强;随着方腔高宽比的减小,流动结构略有不同,由于方腔顶部二次涡的产生,使得流动换热加强。 展开更多
关键词 封闭方腔 倾斜换热管 自然对流 数值模拟
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矩形涡流发生器结构参数对圆形换热管传热特性的影响 被引量:1
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作者 朱世权 胡宗要 +5 位作者 程传晓 李龙江 彭义森 陈志华 郑纯 金听祥 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第28期12395-12401,共7页
为了提高圆形换热管的换热效率,采用SST(shear-stress transport)k-ω湍流模型(k为湍动能,ω为耗散率),对内置矩形涡流发生器的圆形换热管进行了数值模拟研究,分析了涡流发生器长高比和攻角对流动和传热特性的影响。结果表明:V型排布的... 为了提高圆形换热管的换热效率,采用SST(shear-stress transport)k-ω湍流模型(k为湍动能,ω为耗散率),对内置矩形涡流发生器的圆形换热管进行了数值模拟研究,分析了涡流发生器长高比和攻角对流动和传热特性的影响。结果表明:V型排布的4个矩形涡流发生器产生了两对反向旋转的纵向涡流,增强了冷热流体的混合,改善了圆管内的场协同,提高了换热性能;随着涡流发生器长高比的增加,换热管性能比较指标增大,但是增加幅度逐渐减小,当长高比为2时,换热管具有较好的综合性能;随涡流发生器攻角的增大,性能比较指标先增大后减小,当攻角为30°时,多数工况下性能比较指标具有最大值,换热管具有最佳综合性能。可见,矩形涡流发生器的结构参数对换热管的传热特性有巨大影响,研究结果可为换热管的设计和改进提供参考。 展开更多
关键词 强化传热 矩形涡流发生器 换热管 湍流 数值模拟
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换热器微通道内纵向涡流发生器的层流流动及换热特性研究 被引量:3
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作者 李恒 刘焕玲 +2 位作者 王鹏 贾梦川 安小康 《轻工学报》 CAS 2018年第3期82-93,共12页
采用Fluent软件研究了当雷诺数为200~1100时,换热器微通道内固定间距下4种不同布置形式的矩形翼对流体层流流动和换热的影响,并与光滑微通道进行了对比.结果表明,最佳布置形式为两对矩形翼呈括弧形布置,且当Re=1100时,其Nu比光滑微通... 采用Fluent软件研究了当雷诺数为200~1100时,换热器微通道内固定间距下4种不同布置形式的矩形翼对流体层流流动和换热的影响,并与光滑微通道进行了对比.结果表明,最佳布置形式为两对矩形翼呈括弧形布置,且当Re=1100时,其Nu比光滑微通道提高了39.7%.在此配置下,不同间距矩形翼对流体层流流动和换热的影响规律为:PEC随着间距的增加先增大后减小,最佳间距为g_1=g_2=4H时,PEC最大为0.62. 展开更多
关键词 换热器微通道 层流流动 括弧型矩形翼 纵向涡流发生器 换热特性
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椭圆矩形翅片管在防止锅炉低温腐蚀上的应用 被引量:2
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作者 陈茂波 《节能技术》 CAS 2000年第6期21-23,共3页
本文通过对锅炉空预器低温腐蚀原因的分析 ,提出了技术改造方案 ,并根据换热特点和改造现场的条件限制 ,确定采用椭圆翅片管制成的暖风器 ,安装后运行效果良好 ,为椭圆翅片管换热技术的应用提供了经验。
关键词 锅炉空气预热器 低温腐蚀 椭圆矩形翅片管
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