板式换热器板内两相流动分配特性分析及优化

气液两相流体板内均匀流动分配是影响制冷用钎焊板式换热器性能的重要因素。本文通过计算流体力学数值模拟软件对两相制冷剂R410A在人字波和点波板内流动分配特性进行了研究,对比分析了两种板型压力分布、速度分布和液相体积比分布,发现人字波板压力、速度和液相分布相对均匀,板中心速度和液相分布略高于两侧,而点波板呈现进出口近侧流速显著高于远端而液相分布显著低于远端的分布特点。提出了用当量断面平均两相流量偏差和平均液相流量偏差对板内流动分配均匀性进行评价。结果表明:人字波板较点波板,气液两相侧向流动和分配较好,二者平均两相流量偏差分别为14.2%和39.6%,平均液相流量偏差分别为15.6%和41.3%。分析表明圆型点波结构流动方向上存在直通截面,侧向流动弱化,因气液流速差异导致两相过早分离,造成气相短路。能够控制直通截面大小和产生二次涡阶结构的“鱼鳞”点波结构可有效增强侧向扰动,改善点波板的气液两相表面流动和分配均匀性,其平均两相流量偏差和平均液相流量偏差分别为7.6%和8.9%。