圆孔翅片管换热器的传热与压降特性

采用Fluent软件,对翅片管换热器中单翅片的传热(以翅片表面努塞尔数表征)与压降(以摩擦因子表征)特性进行模拟研究,对开圆孔翅片的传热强化效果进行评价。基于正交实验设计思路,以孔径和圆孔与基管位置为变量,设计了9组圆孔翅片,比较了平翅片(翅片表面未开圆孔的翅片)与9组圆孔翅片的表面努塞尔数、摩擦因子,筛选出传热强化效果最好的圆孔翅片。为揭示圆孔翅片强化传热的机理,根据Fluent软件模拟结果,对平翅片、圆孔翅片(传热强化效果最好的圆孔翅片)表面的温度场以及翅片横截面处翅片温度场及翅片表面空气温度场、速度场进行模拟分析。在空气雷诺数为480、960、1 440、1 920时,9组圆孔翅片的翅片表面努塞尔数比平翅片分别提高4%~12%、6%~21%、7%~23%、8%~24%,且所有翅片的摩擦因子相差不超过10%,说明平翅片表面开圆孔实现了传热强化,与圆孔位置相比,孔径对传热效果的改善影响更大。翅片表面的圆孔可有效阻碍其表面温度边界层、速度边界层的发展,增强气流扰动,有效强化翅片传热性能。     

翅片排布方式对矩形腔相变材料熔化的影响

以填充石蜡的矩形腔(分为无翅片矩形腔、带翅片矩形腔)为研究对象,建立数学模型。采用有限元软件COMSOL Multiphysics模拟矩形腔内石蜡的熔化行为,分析不同翅片排布方式对石蜡熔化行为的影响,筛选有利于增强石蜡熔化的翅片排布方式。矩形腔右侧壁面为受热面,其他3个面为绝热面,带翅片矩形腔的翅片设置在受热面内侧。在翅片数量(3个翅片)、间隔不变的前提下,保持矩形腔内翅片总长度不变,设置4种翅片排布方式。排布方式1:每个翅片长度均为32 mm。排布方式2:自下而上的翅片长度分别为41、32、23 mm。排布方式3:自下而上的翅片长度分别为23、32、41 mm。排布方式4:自下而上的翅片长度分别为29、38、29 mm。对于无翅片矩形腔,在自然对流传热作用下,右上角的石蜡最先熔化,然后熔化部分向矩形腔中心扩散,直至矩形腔左下角石蜡完全熔化。矩形腔增加翅片可有效改善石蜡熔化的均匀性,缩短了矩形腔内石蜡的熔化时间。排布方式2对改善矩形腔内石蜡熔化均匀性的效果最理想,石蜡完全熔化的时间最短。相同受热时间下,带翅片矩形腔内石蜡的液相面积比(液相石蜡面积与矩形面积之比)明显高于无翅片矩形腔。无翅片矩形腔内石蜡完全熔化的受热时间为3 522 s,带翅片矩形腔翅片排布方式1～4的石蜡完全熔化的受热时间分别为1 874、1 674、2 082、1 910 s。将等长翅片的排布方式1作为基准,评价其他3种翅片排布方式对矩形腔内石蜡熔化的增强作用。翅片排布方式2对矩形腔内石蜡熔化的增强作用明显,增强作用集中在熔化过程的中后期。排布方式3、4起到了相反作用。     

基于场协同理论的管翅式换热器翅片效率的数值模拟研究

本文对平直翅片管翅式换热器在考虑翅片效率和不考虑翅片效率2种情况下分别进行了层流状态下的流动和换热的三维数值模拟,研究了2种情况下Re数对换热量、Nu数及协同角的影响,并从场协同角度进行了分析。结果表明,Re数取200～1 700范围内的6个不同值,在不考虑翅片效率时,换热量分别增大了3.44%、4.76%、7.48%、12.68%、16.04%和19.56%。随着Re数的增大,翅片效率对模拟结果的影响也会增大,即在高Re数下不可忽视翅片效率对结果的影响。本文还从翅片效率的根本定义出发,得出了不同Re数下的翅片效率,为计算翅片效率提供了一个新的思路。     

矩形翅片变形片翅片效率的数值解与性能分析

利用有限元方法对矩形翅片及三种几何变形片的翅片效率进行了数值求解, 求解结果经回归整理得出效率计算公式。数值计算结果表明,B2 形片虽然换热性能优于平片,但其翅片效率低于平片。C、D 形片翅片效率高于平片,且换热性能也优于平片。本文结果对高效换热翅片的优化设计研究有重要意义     

空调通风节能用热管的翅片结构探讨

介绍了设置热管热回收装置对空调通风系统节能具有重要的现实意义。分析了实际应用工况下的圆翅片热管的传热模型,以单位温差、单位换热量下的热管翅片体积最小为目标函数,建立了热管翅片高度、间距、厚度等结构参数的函数关系式。采用遗传算法进行了优化,指出了该方法用于热管翅片结构的分析具有高效、简捷的特点。     

含翅片矩形腔体内相变材料传热特性研究

相变材料低导热特性影响相变传热进程,添加金属翅片可有效提高相变材料传热速率.本文通过使用有限元软件模拟相变材料的熔化过程.通过改变翅片高度、翅片厚度、翅片个数、加热壁面的温度以及将铝片换为导热性能更好的铜片来研究相变材料熔化过程.研究结果表明:增加翅片高度、翅片个数和提高热源壁面温度对强化换热效果具有显著的作用,增加翅...     

纵向翅片扁管的传热性能分析

本文运用FLUENT软件对纵向翅片扁管进行数值模拟,对翅片的长度、高度、间距在不同进口参数下翅片表面的传热和流动性能进行比较,得出有效翅片长度受速度的影响,翅片间距与换热系数成正比,与空气流道压降成反比。为强化纵向翅片扁管传热提供参考。     

结霜工况下闭式热源塔内翅片间距的模拟优化

为优化闭式热源塔内宽翅片盘管在结霜工况下的换热性能,本文对宽翅片盘管内部的热湿交换过程进行了分析,建立了稳态的数值模型。并利用Matlab自编程序,分析了结霜工况下不同翅片间距对盘管换热性能的影响。结果显示,翅片间距为2.0 mm时,盘管具有最佳的换热性能,在满足换热量的前提下,应优先选取大翅片间距来降低设备成本。     

翅片椭圆管簇换热器在新风机组中的应用

指出了目前新风机组中使用板形翅片圆管簇换热器的缺陷，介绍了板形翅片椭圆管簇换热器的优点及计算方法，评价了带有翅片椭圆管簇换热器的新风机组的应用前景。     

翅片管的传热分析及其表面几何参数的优化

对翅片管的强化传热过程进行了分析。建立了以单位传热量下翅片管的体积最小为目标函数的最优化薮学模型，并对翅片管的最佳表面几何参数(翅片高度、翅片节距、翅片厚度)进行了分析，这些研究对翅片管的应用具有一定指导作用。