管内插入螺旋翅片流动与传热特性的数值模拟

为研究管内插入螺旋翅片在低雷诺数下流动与传热特性,利用层流模型和周期性边界条件进行了3维数值模拟,以水为介质,在恒热流条件下,分别选取4种不同螺旋翅片高度(h=2、4、6、8 mm)和节距(P=20、40、60、80 mm)组成的16组结构参数,并对每组结构参数在两个不同雷诺数(Re=450、650)下进行模拟;讨论了螺旋翅片高度和节距对努赛尔数、阻力系数、综合性能、场协同性能和涡量的影响。结果发现,内插螺旋翅片能够显著强化换热,在较小片高时,翅片节距之间容易产生横向漩涡;除节距和片高同时较小的情况外,努赛尔数和阻力系数随节距增大而减小,随片高增大而增大;适当选择片高和节距数值,可以提高综合换热性能。     

热管蒸发器烟气侧换热性能数值分析

针对热管蒸发器内烟气侧的流动和传热问题,建立三维几何模型,采用数值模拟的方法研究了不同雷诺数下翅片螺距、翅片高度、管间距等因素对螺旋翅片管束传热和阻力特性的影响。结果表明:在研究范围内,随着翅片螺距的增大,螺旋翅片管的传热性能增强;随着翅片高度和管间距的增加,螺旋翅片管的传热性能减弱。随着翅片高度的增加,螺旋翅片管的阻力增大,随着翅片螺距和管间距的增大,螺旋翅片管的阻力性能减弱。研究发现,在所选用的翅片尺寸范围内,当螺距为10 mm、翅片高度为5 mm、管间距为55 mm时综合换热性能最佳。     

空气在立式花瓣管外螺旋流动传热与流阻性能研究

试验研究了空气在5种管径相同、不同翅片高度和翅片间距的立式花瓣管外螺旋流动的传热和流阻性能,分析出在试验范围内:花瓣管翅片高度相同时存在一最适宜翅片间距,使其传热性能最优;花瓣管翅片间距相同,翅片越高,其传热性能越好,而流动阻力损失也越大;管外系统压力越高,换热效果越好,且不会增加其流动阻力,这可为设计高效立式螺旋隔板花瓣管换热器提供参考依据。     

翅片板式传热器双流道传热与流动数值模拟

焊接型板式传热器的紧凑性好、质量轻、传热性能好、初始成本低等优越性已越来越被人们所认识,因此人们纷纷对板式传热器内流动状态和传热机理展开研究。鉴于此,本文运用数值模拟软件Fluent对全焊接翅片板式传热器双流道进行模拟,在此基础上又进行了实验研究及实验数据与数值模拟的对比分析,得出不同结构参数和操作参数下翅片的传热系数和压力降,并分析翅片高度和翅片间距对翅片传热性能与流动阻力的影响。结果表明：①固定冷侧的入口速度和温度,热侧的传热系数和压降随之热侧入口速度增加而增大;②板间距一定时,翅片高度并非越高传热性能越好;③翅片间距越小,传热性能越好。     

螺旋翅片管束空气侧流动与换热特性研究

采用数值模拟与模化试验相结合的方法研究螺旋翅片管空冷器空气侧的流动与换热特性。分析翅片螺距、翅片高度、横向管间距、纵向管间距对换热与阻力的综合性能影响;基于正交试验原理,以Q_v,Nu,Δp,f为指标,分析翅片螺距、翅片高度、横向管间距、纵向管间距对不同指标的影响程度差异,并获得各指标均较优的翅片螺距、翅片高度、横向管间距、纵向管间距的优化组合。结果表明:当其他结构参数一定时,PEC最优的翅片螺距、翅片高度、横向管间距、纵向管间距分别为3.5,6.5,67,53.69 mm;Q_v,Nu,Δp,f较优的结构参数组合为翅片螺距3.5 mm、翅片高度15.5 mm、横向管间距67 mm、纵向管间距53.69 mm;与国标推荐结构相比,相同Q_v时优化结构的Δp明显较小。研究成果可为空冷器螺旋翅片管束优化提供依据。     

不同流动角度下锯齿型错列翅片性能的试验研究

为了解流体在不同流动方向下锯齿型错列翅片的传热及阻力性能,定义了流体在翅片内的流动角度β,以单层翅片为测试对象进行试验研究,按照正交设计法并结合实际情况进行16组翅片的试件安排,得到了不同雷诺数下各翅片的传热及阻力特性.结果表明:当β从0°增大到90°时,翅片的传热因子和摩擦因子均增大;翅片齿距与齿高的增大都有利于提高翅片的传热性能,但同时摩擦损失也相应增大.通过对16组翅片的233个数据点进行拟合得到本试验条件范围内锯齿型翅片关于雷诺数、流动角度及各几何参数的传热因子和摩擦因子的试验关联式,传热因子的试验关联式对于97.4%的试验数据误差小于±15%,其平均偏差为5.21%;摩擦因子的试验关联式对于87.6%的试验数据误差在±15%内,其平均偏差为5.73%.     

轮胎花纹节距噪声研究及其应用

介绍轮胎花纹节距噪声计算方法,探讨节距噪声评判标准,并对不同规格和不同节距设计方案轮胎进行噪声性能趋势预判。结果表明,以节距噪声频谱一次谐波的能量集中因数和峰值作为节距噪声性能趋势的判据是合理的。在轮胎行驶面宽度和结构设计一致、花纹样式类似的前提下,可采用节距噪声仿真结果对轮胎噪声性能趋势进行预判。     

螺旋翅片管空冷器换热与阻力性能研究及优化

为了获得翅片螺距t、翅片高度h、横向管间距S1和纵向管间距S2对螺旋翅片管束换热与阻力性能的影响,并优化翅片结构,对12组螺旋翅片管束进行数值模拟,并通过模化试验验证.结果表明:t为2.3-2.6 mm时,增大翅片螺距,Nu与Eu都减小;h为9.5-15.5 mm时,增大翅片高度,Nu与Eu都增大;S,为62-72 m...     

板翅式换热器数值模拟研究

采用数值模拟的方法研究了板翅式换热器的流体流动与传热性能,得出了七种不同高度、厚度和翅片间距大小的翅片流道中流体平均Nu数和压力降随Re数变化的曲线.     

脱硫废水零排放处理系统蒸发段翅片结构的数值模拟

构建了一套新型脱硫废水零排放处理系统，针对该系统中相变换热技术与多效蒸发技术的耦合点，对蒸发段烟气侧不同结构的翅片进行数值模拟研究。结果表明：翅片间距过小时，会增大烟气压降，使风机功耗过大，从而导致成本增加，当翅片间距为8 mm时，传热性能最佳；翅片高度过大时，传热阻力过大，翅片高度过小时，烟气压降过大，使得风机功耗过大，成本过高，当翅片高度为10 mm时，翅片管的传热性能最佳。     

液体黏度变化对翅片表面性能影响的数值研究

为了研究液体黏度随温度变化对板翅式换热器翅片表面性能的影响,采用计算流体动力学(CFD)方法对平直翅片和锯齿翅片在不同壁温条件下的层流(20相似文献   

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。     

不同板翅式涂层吸附床的性能研究

涂层吸附床能够降低吸附剂间的热阻提高吸附床传热性能,是一种高效吸附床。文中采用COMSOL Multiphysics软件建立了局部非热平衡的二维板翅式吸附床模型,开展板翅式吸附床性能数值模拟;采用制冷性能(COP)和单位质量吸附剂制冷能力(SCP)分别对不同翅片形状吸附床(三角形翅片吸附床、梯形翅片吸附床与六边形翅片吸附床)的性能进行分析和评价。研究发现:驱动热源为333—363 K时,随着热源温度的升高,3种不同结构的板翅式涂层吸附床的COP和SCP都随之增大;在相同的条件下,3种不同翅片结构的板翅式吸附床中,六边形翅片吸附床的COP最大,其值为0.514;而梯形翅片吸附床的SCP最高,其值为848.61 W/kg。     

三种翅管式换热器传热与阻力特性的试验研究

为考察大管径下不同翅片形式对空气侧强化传热的影响,对6排平直,开缝、纵向涡翅片管换热器空气侧的传热及阻力性能进行了试验研究,发现开缝翅片的传热性能高于纵向涡翅片和平直翅片,但相应阻力也增加,在试验的Re数范围内整理出了传热和阻力的关联式,并分别在相同质量流量、相同压降和相同泵功三种准则下对三种换热器进行了传热与阻力的综合比较,结果表明开缝翅片综合性能高于平直翅片和纵向涡翅片.     

填充多级相变材料的套管式储热器性能研究

提出一种填充三级相变材料的水平套管式储热器,并建立该储热器的综合性能评价指标,基于该指标数值预测和研究了分隔壁面、翅片布置和方向等参数对系统综合性能的影响。结果表明：分隔壁面对PCM的自然对流有明显的抑制作用,且相变温度越高,抑制效果越显著;相对于无翅片结构,在各级PCM中布置翅片的储热器的综合储热效率提高了约2.27倍;不同翅片布置方向下PCM液相率的变化可分为两个不同阶段,且均匀布置的翅片结构（Case2）具有较优的综合性能;各级PCM间熔化速率的不均匀性是制约系统整体储热性能的关键因素;Case5的翅片布置方式使各级PCM间熔化速率的均匀性明显改善,与Case2相比,其综合储热效率提高了28.30%。     

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Re7200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Re7200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。     

翅片同心管吸附器解吸过程传热性能实验研究

为了研究翅片同心管吸附器在加热解吸过程中的传热性能,采用水浴式加热方法对30、40、50 cm三种高度不同的翅片同心管吸附器进行了实验研究。研究结果表明:在加热解吸的过程中,吸附质的脱附热随着吸附剂温度的升高而增大;在相同吸附剂温度下,冷凝管的冷凝温度越低,吸附质的脱附热越大;翅片同心管内吸附剂和吸附质的显热随吸附剂温度的升高而增大,且在相同温度下,吸附剂的显热远大于吸附质的显热;翅片同心管内传质通道的温度与吸附管中段的吸附剂温度最为接近,两者的温度相差0.1~1.5℃;与30、50 cm翅片同心管吸附器相比,40 cm翅片同心管吸附器传质通道内温度的变异系数相对比较稳定。     

倾斜角度变化对螺旋翅片热管传热性能的影响

为研究重力式螺旋翅片热管在应用过程中倾斜放置对换热性能的影响 ,通过对螺旋翅片热管在不同倾斜角度下进行实验 ,比较分析了螺旋翅片热管在不同倾斜角度下运行的工作情况。实验结果表明 ,在稳定状态运行时 ,倾角对螺旋翅片热管换热系数的影响是很大的 ,倾斜放置在 15°的位置传热性能最好。传热系数随着工作温度的增加而增大     

紧凑式换热器开孔翅片流动传热特性分析

对锯齿翅片和波纹翅片的不同开孔方式建立了多种三维模型,结合数值仿真方法和已有经验公式,分析开孔翅片的流动传热特性,研究翅片开孔的强化传热机理,比较不同开孔方式对流场和温度场的影响,并通过已有的实验拟合公式对仿真结果进行校验。结果表明,对锯齿形翅片,不同开孔参数对流动、散热都有不同的影响。当孔径达到一定范围后,再增加开孔尺寸并不能显著提高换热性能,却仍会导致流动阻力大大增加。对波纹形翅片,不同的开孔位置也会对空气侧流动阻力和传热性能产生显著影响。开孔位于波纹顶峰的翅片比开孔位于波纹腰部的翅片传热性能大约提高1.1%～3.8%,而空气侧压降增加了5.8%～16%。     

板翅式换热器波纹翅片性能数值模拟及其优化

为提升板翅式换热器的综合性能,采用数值模拟方法,研究分析了翅片结构参数对板翅式换热器波纹翅片的流动传热特性和承压能力的影响。研究结果表明:波纹尺度对换热性能和流动阻力影响最大,而翅距和翅厚对翅片承压能力影响最大;波纹翅片结构参数主要通过改变换热面积和流速,以及加剧流体内部搅混来改变流动换热特性,其中加剧流体内部搅混为主要影响途径。结合动态Kriging响应面和遗传算法进行结构优化得到3组翅片结构参数,相较于常用结构,优化后翅片JF因子可提升5.8%～7.8%,而最大应力可降低7.3%～22.8%。研究结果可以为板翅式换热器波纹翅片的优化设计提供理论指导。