翅片结构对双向开缝翅片管换热器性能的影响

为了获得翅片结构对双向开缝翅片管换热器传热与阻力性能的影响规律,对不同翅片间距Pf和开缝高度Sh的双向开缝翅片管换热器进行了数值模拟,并对数值模拟结果进行了模化试验验证。结果表明：当Re〈7200时,增大Pf会提高双向开缝翅片管换热器的传热与阻力性能;当Re〉7200时,减小Pf会提高其传热性能,降低其阻力性能;随着Sh的增加,双向开缝翅片管换热器的传热性能先降低后提高,阻力性能先提高后降低;对于不同翅片结构的5种双向开缝翅片管换热器,Pf越大,综合流动传热性能越高,但实际换热面积会减小,需综合考虑;在Re=2734～6712范围内数值模拟与试验结果吻合较好,数值模拟能较准确地反映双向开缝翅片管换热器的传热与阻力特性。研究成果可为双向开缝翅片管换热器的结构与性能优化提供依据。

波纹开缝翅片管换热器传热与流动性的数值模拟

提出一种波纹开缝翅片管换热器,对其传热与流动特性进行三维数值模拟,选择Re范围在1 000到5 000时与平板开缝翅片的模拟相比较。结果表明,在Re小于2 752时,平板开缝比波纹开缝的换热效果好,而Re大于2 752时,波纹开缝比平板开缝换热效果更好,并且波纹开缝翅片管换热器的流动阻力小于平板开缝,因此,Re大于2 752时波纹开缝比平板开缝综合效果更好。

开缝翅片管换热器表面积尘与压降特性的实验研究

翅片管换热器表面沉积的粉尘会导致换热器压降增加。本文搭建了换热器积灰可视化实验台,选取开缝翅片管换热器为测试样件,在风速范围为1.0~2.3 m/s,喷粉浓度范围为2.1~10.8 g/m^3的条件下进行实验,研究了换热器表面的粉尘沉积特性及空气侧压降变化。结果表明:粉尘主要沉积在翅片迎风面的前缘开缝处以及换热管的迎风面上;高风速有利于粉尘沉积并增大积灰前后压降增幅,在风速变化范围内,粉尘沉积量最多增加98.4%,积灰前后压降增幅最多增加93.8%;提高喷粉浓度有利于粉尘沉积并增大积灰前后的压降增幅;在喷粉浓度变化范围内,粉尘沉积量最多增加22.8%,积灰前后压降增幅最多增加28.6%;在积灰过程中,空气侧压降比粉尘沉积量更快达到稳定状态。

低气压环境下开缝翅片管换热器换热性能研究

利用低气压环境模拟装置对开缝翅片管换热器在不同气压下的换热性能进行实验研究.研究结果表明:随着气压不断降低,换热器周围空气密度逐渐降低,换热器空气侧换热系数以及显热换热量逐渐降低,而空气含湿量随着气压降低逐渐升高,导致潜热换热量逐渐增加;当气压降至0.058 MPa以下时,换热器空气侧潜热换热量占主要部分,当气压为0.04 MPa时,换热器换热能力与常压下相比下降了36.63%.

全开缝式翅片管换热器结构参数优化

为了提高空调末端干式风机盘管的换热性能,对全开缝式翅片管换热器的横纵向间距、翅片厚度、翅片长度、翅片宽度和翅片间距等结构参数进行优化。通过采用正交试验的方法,利用CFD软件进行数值模拟分析,对换热器结构进行优化设计,进而得出最优结构参数,并对最优结构参数的翅片管换热器进行换热特性研究。结果表明,在合理选取的参数范围内,最优结构参数为横向间距135 mm,纵向间距22 mm,翅片厚度0.6 mm,翅片长度90 mm,翅片宽度65 mm,翅片厚度2mm,其换热系数为28.730 W/(m^2·K)。由云图可以看出,管壁背面处存在滞留区,且导致此处的换热现象不明显。在空气流通截面较窄处,气流速度最高可达到5 m/s。

小管径开缝翅片管式换热器空气侧传热综合性能研究

为了探究翅片间距P_(f)和相对开缝高度S_(h)/P_(f)对翅片管换热器空气侧传热与阻力特性的影响,以5 mm小管径百叶窗式开缝翅片管换热器为研究对象,利用CFD耦合传热数值模拟并结合对流传热综合性能评价准则进行分析。研究结果表明:在P_(f)=1.30~1.50 mm范围内,空气侧Nu和阻力系数f均随P_(f)的增加而减小;在Re=457~2907范围内,S_(h)/P_(f)对开缝翅片管换热器传热性能的影响与Re有关,减小S_(h)/P_(f)可以改善空气侧阻力性能和对流传热综合性能;当Re<1300时,随着P_(f)的增加,对流传热综合性能先增加后减小,P_(f)=1.40 mm,S_(h)/P_(f)=0.40时,对流传热综合性能可达到最佳;当Re>1300时,增加P_(f)有利于提高综合传热性能。

管间距对开缝翅片管换热器传热与阻力特性的影响

为了获得管间距对开缝翅片管换热器传热与阻力特性的影响规律,对5种不同翅片管换热器进行了数值模拟研究,并进行了模化试验验证。结果表明:开缝翅片管束的传热和阻力特性与翅片侧气体的Re数有关,随着Re数增大,翅片侧Nu数增大,摩擦因子f逐渐减小;纵向间距S2对开缝翅片管换热器的综合流动传热性能的影响较大。数值模拟与试验结果偏差较小,采用数值模拟方法能够比较准确地分析开缝翅片管换热器的传热与阻力特性。

开缝翅片管式换热器的换热与流动特性数值模拟

翅片管换热器是一种高效换热器,为了进一步强化换热,对翅片换热器进行不同形式的开缝。采用CFD模拟方法对七种不同开缝形式的翅片管换热器流动和换热进行了数值模拟。根据计算结果分析了不同开缝形式换热器的压降和温度分布,经过比较分析,最终确定了最佳的开缝形式。

空调设备中开缝翅片换热器在湿工况下的性能分析

对空调设备中常用的 2 .3mm、2 .5mm、2 .8mm翅距开缝式翅片换热器在湿工况下的换热性能和阻力性能进行实验分析 ,得到了在错排布置下 ,其空气侧的努谢尔数Nu及摩擦阻力系数f随雷诺数Re和析湿系数ξ的函数关系式 ,对工程的实际应用具有一定的指导作用。

管束结构对开缝翅片椭圆管换热器性能的影响

在模化试验验证的基础上,对不同横向管间距S_1、纵向管间距S_2和椭圆管长短轴比a/b的开缝翅片椭圆管换热器进行了数值模拟,分析了管束结构的差异对开缝翅片椭圆管换热器性能的影响。结果表明:横向管间距在60.55~70.55 mm范围内,空气侧N_u和E_u均随S_1减小而增大,S_1为60.55 mm时换热器综合流动传热性能最好;纵向管间距在65~75 mm范围内,空气侧N_u随S_2减小而增大,E_u变化不明显,S_2为65 mm时换热器综合流动传热性能最好;横向管间距对开缝翅片椭圆管换热器传热、流动性能的影响较纵向管间距更为明显;在等周长条件下,椭圆管长短轴比a/b在1.5~2.5范围内,a/b为1.8时换热器综合流动传热性能最好。研究成果可为此类换热器在工程实际中的应用与进一步优化提供依据。

开缝翅片换热器三维流动传热特性数值研究

建立了开缝翅片换热器三维流动传热物理模型和数学模型,针对不同开缝位置的换热单元进行数值计算。并应用场协同理论分析了不同入口速度对换热特性的影响。研究表明:对翅片进行开缝能够有效提高翅片管的换热性能、强化传热,且下游开缝比上游开缝换热效果好,全部开缝换热效果最好。随着入口速度的增大4种翅片换热量明显增强,增加入口流速也可提高换热效率,但压力损失较大。计算结果可为工程实际应用提供一定的理论指导。

开槽螺旋翅片管换热器传热与流阻性能研究

开槽螺旋翅片管换热器是在连续螺旋翅片管的翅片上均匀开许多小口 ,与普通的连续螺旋翅片相比 ,其传热面积有所增加 ,间断的翅片反复地激发传热边界层上的湍流 ,可强化传热效果。将开槽螺旋翅片管换热器的传热和流动性能的试验研究与普通连续螺旋翅片管换热器的传热和流动性能进行比较 ,结果表明 ,开槽螺旋翅片管换热器具有更好的强化传热效果 ,在实验范围内 (Re =30 0 0～ 15 0 0 0 ) ,开槽螺旋翅片管换热器的传热系数是普通连续螺旋翅片管换热器的 1 2～ 1 4倍 ,而流阻增加不多。

小管径椭圆管开缝翅片换热器的数值模拟

对小管径椭圆管开缝翅片换热器空气侧的流动与传热特性进行数值模拟，对影响其换热性能的2个主要参数椭圆管偏心率和开缝翅片开缝错列高度分布进行优化，与传统管翅式换热器换热性能进行比较。模拟结果表明：当椭圆管两轴之比Rx：Ry=2：3（偏心率），开缝高度分布为0．8mm，0．6mm和0．4mm时，换热效果最好。与传统管翅式换热器相比，小管径椭圆管开缝翅片换热器换热系数提高10％～20％，而压降几乎相等，总体换热性能提高。

翅片管式换热器百叶窗结构参数优化

针对小管径(7 mm)翅片管式换热器建立数值仿真模型,分析百叶窗片数和百叶窗开窗角度对空气侧传热因子j和摩擦因子f的影响。选择一款符合设计需求的新型翅片(单个圆管附近6片百叶窗,28°开窗角度),并对样品进行试验验证。结果表明,在干工况下,采用新型翅片的翅片管式换热器的流动特性和传热特性与现有翅片管式换热器趋势一致,且摩擦因子仿真值相对于测试值的误差小于15%,传热因子误差小于20%。

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。

换热器开缝翅片的参数影响分析研究

目前市场上常见的7mm管径开缝翅片(又称桥片),分析其换热的原理,提出物理与数学模型,采用商业软件FLUENT计算其流动及换热特性。重点针对桥片在不同设计参数下的性能进行了数值研究,分析了横向管间距、纵向管间距、片间距和控制圆等对翅片换热能力的影响,还有入口风速对流动与换热特性的影响,最终提出能够取代目前已有的7mm管径的X型桥片的翅片。

多种平直开缝翅片换热特性的数值研究

采用有限体积法商业软件FLUENT,应用SIMPLE算法对某管翅式换热器平直开缝翅片的换热特性进行了数值研究,并提出了多种改进翅片模型.将这些改进模型与原模型在相同仿真条件下进行3D数值对比分析,结果表明：翅片的形状、开缝位置对翅片的总换热量、平均压降和阻力系数等均有影响;在来流速度为5 m/s时,“前疏后密”的双向开缝翅可使传热提高11.8％,压降上升15.7％左右;双耳结构的旋转型翅片在Re=2 400～8 400时,可使传热提高5％～8.28％,压降仅提高0.25％～0.83％,综合性能最佳,为管翅式换热器翅片的设计提供了有益的参考.

双向开缝翅片椭圆管空冷器传热与阻力性能数值模拟研究

基于双向开缝翅片双排椭圆管空冷器模化试验研究,建立了双向开缝翅片四排椭圆管空冷器的物理模型,对其传热与阻力性能进行了数值模拟研究。结果表明:相同雷诺数下,连桥S型开缝方式的空冷器具有最大的空气侧努塞尔数Nua;空冷器空气侧努塞尔数Nua和空气侧欧拉数Eua均随相对横向管间距S1/b的减小而增大;空冷器空气侧努塞尔数Nua随相对纵向管间距S2/a的减小而增大,空气侧欧拉数Euav的变化较小。研究结果可为双向开缝翅片椭圆管空冷器传热与阻力性能的进一步优化提供参考。

翅片结构对开缝翅片管空冷器性能的影响

基于双向开缝翅片4排管空冷器的原始模型,建立了涡发生器高度分别为0.2f、0.4f、0.6f和0.8f的4种半球突开缝翅片管空冷器的物理模型,运用三维数值模拟方法对不同涡发生器高度的空冷器的Nu数、Eu数和等压降下的综合性能指标进行了研究,并运用场协同原理对半球突开缝翅片管空冷器的换热性能进行了分析。结果表明:在相同雷诺数下,空冷器的努塞尔数和欧拉数均随着涡发生器高度的增加而增大。与未布置涡发生器的空冷器相比,布置高度为0.8f涡发生器的空冷器的努塞尔数提升了4.16%~4.33%,欧拉数提升了3.16%~4.54%,等压降下的综合性能指标提升了2.06%~2.56%。半球突涡发生器能够改善速度场与温度场的协同性从而减小协同角并达到强化传热的效果。研究成果可为开缝翅片管空冷器传热和阻力性能的进一步优化提供参考。

双开缝翅片空气侧换热和流动特性的数值模拟

利用数值耦合传热计算方法研究了四排管双开缝翅片管式换热器的传热特性和阻力特性,获得翅片附近空气的速度场和温度场,分析了开缝对翅片管换热器换热性能的影响。并针对翅片间距和开缝高度对翅片管换热性能的影响进行了数值模拟分析,得到了开缝高度和翅片间距针对换热系数的最佳组合。