冷却管结构及风速对空冷中冷器性能的影响

本文在实验基础上,使用计算流体动力学方法研究了不同空冷中冷器冷却管前缘结构及风速对其冷侧热工水力性能的影响。研究发现,冷却管前缘半径R_(1)相同时,Fanning摩擦因子f随风速的增加而减小,而相同风速不同R_(1)时,f同样随R_(1)的增加而减小,在以R_(1)=0.9 mm为基准时,R_(1)=0 mm的f因子值最大增加12.42%,R_(1)=3.6 mm的f因子值最大减小5.41%;冷却管前缘半径R_(1)相同时,努赛尔数Nu随风速的增加而增大,相同风速不同R_(1)时,Nu同样随R_(1)的增大而减小,在以R_(1)=0.9 mm为基准时,R_(1)=0 mm的Nu最大增加2.22%,而R_(1)=3.6 mm的Nu最大减小1.49%;对于性能评价准则PEC,冷却管前缘半径R_(1)相同时,PEC随风速的增加而增大,而相同风速不同R_(1)时,PEC随R_(1)的增大而增大,在以R_(1)=0.9 mm为基准时,R_(1)=0 mm的PEC值最大降低10.13%,R_(1)=3.6 mm的PEC最大增加3.40%。综上,在R_(1)=3.6 mm、冷侧风速为7.5 m/s时,空冷中冷器冷侧热工水力性能最佳,因此增大R_(1)及风速有助于空冷中冷器冷侧热工水力性能的改善。

冷却管结构及进气方向对空冷中冷器性能的影响

首先,通过试验方法获得了基准空冷中冷器在不同速度时的冷侧静压降和传热系数。然后,采用计算流体力学方法对试验值进行了验证,结果表明,对于静压降,试验值与仿真值的绝对误差不超过7%,而传热系数则不超过15%,说明当前仿真的准确性。接着,继续采用计算流体方法研究了冷侧风速为6 m/s时,不同冷却管前缘半径R_(1)及进气方向β对空冷中冷器冷侧热工水力性能的影响,结果表明,当R_(1)=3.6 mm且β=90°时,Fanning摩擦因子f取得各工况中的最小值;当R_(1)=0 mm且β=90°时,努赛尔数Nu取得各工况中的最大值;当R_(1)=3.6 mm且β=90°时,中冷器热工水力性能综合评价准则PEC取得各工况中的最大值。