螺旋翅片-槽管式EGR冷却器流体换热性能分析

针对螺旋槽管式废气再循环系统(EGR)冷却器强化换热引起流动阻力增大的问题,通过计算流体力学(CFD)仿真计算及试验探究螺旋槽管式EGR冷却器流体换热性能后,提出螺旋翅片与螺旋槽管配合的新型EGR冷却器.通过CFD法将优化结构与光管、螺旋槽管、螺旋翅片-光管式冷却器进行对比,对螺旋翅片的高、长及螺距于流动换热的影响进行仿真预测.结果表明:螺旋槽管式EGR仿真与试验结果对比显示换热系数最大偏差3.9%,压降值最大偏差6.8%,在工程应用接受范围内,保证了分析方法的可靠性.螺旋翅片-槽管式EGR冷却器相比螺旋槽管式能增强换热并减小流阻,翅片形成螺旋流与螺旋槽形成螺旋流相似,能减小流阻近20%,翅片产生的螺旋流使螺旋槽处扰流效果增强,较螺旋槽管式冷却器出口温度最大下降4.5%;螺旋翅片总长增大半个螺距长度,出口温度最大降幅达6.2%,螺距长度按160mm均分,每减少一个螺距,对应流阻降幅达10%,翅片高度对性能影响不大,适当减小尺寸可减少加工材料,节约成本.