对排凸胞换热管内传热分析及多目标优化

在湍流状态下对对排排列的凸胞换热管的传热及流动特性进行了数值模拟,讨论了凸胞排数对换热性能的影响,分析了强化换热机理;以换热性能Nu、阻力系数f及综合换热性能PEC指数为目标函数,利用多目标遗传算法对凸胞换热管的深度H、半径R及节距P进行优化。结果表明:凸胞附近的湍流强度明显高于光滑管,且2排凸胞数的换热管综合换热性能更优;在所研究的范围内,结合响应面分析发现,结构参数对目标函数的敏感性表现为H﹥R﹥P;维持Re=13136,优化结构与初始结构相比,换热性能至少提高75%,阻力系数减少14.5%。