错列排布S型翅片流道内流动与传热特性数值研究

对错列排布的S型翅片流道内的流体流动与传热特性进行了数值计算研究,考查了局部、流场分布,分析了不同雷诺数下局部传热系数分布,随着雷诺数增加,传热系数升高.同时从场协同的角度分析了传热系数变化的原因.与传统波纹翅片结构进行对比,S型翅片结构协同角降低,场协同程度提高,对流传热系数增加.     

板翅式换热器翅片对传热和阻力性能影响的研究

随着科技的日益进步,换热器正朝着紧凑化、轻重量、小型化的方向发展。板翅式换热器作为紧凑式换热器之一,能很好地满足这一特性。本文立足于一台翅片材料为铝的板翅式换热器算例,通过理论分析和实际计算,研究了板翅式换热器的翅片厚度、板间距以及翅片节距的变化对换热器传热性能和阻力性能的影响,旨在为板翅式换热器的优化设计提供更加详实的理论依据。     

顺排H型翅片圆管的传热与流动分析

通过模拟计算并比较数据得出结果：随着迎面风速增大,Re 数增大,Nu 数增大,摩擦系数f 减小,传热热阻R 也减小;随着翅片间距增大, Nu 数减小,摩擦系数f 减小,对传热热阻R 的影响较小;随着翅片厚度增大,Nu 数增大,摩擦系数f 明显减小,传热热阻R 也显著减小;随着翅片高度增加,Nu 数增加,摩擦系数f 也增加,而传热热阻R减小,在本文中研究的影响因素中优先考虑的因素为：翅片间距、翅片厚度及翅片高度。     

散热器翅片结构对流体流动及换热过程影响的数值仿真研究

用CFD软件FLUENT对散热器常用的平翅片和波纹翅片表面的流体流动及换热过程进行了数值模拟,获得了翅片表面的流场、温度场、压力场以及换热量、换热系数的变化规律。模拟结果表明在相同气流量的条件下,波纹翅片的压力损失比平翅片的大,平均表面换热系数及换热量均比平翅片的高,翅片的形状结构对流场分布和强化换热效果的影响较大。     

人字形角对导孔型板壳式换热器壳程流体流动与传热特性的影响

以导孔型板壳式换热器为研究对象,通过数值模拟探究了双人字形板波纹角度的变化对壳程流体流动、传热性能的影响,采用粒子图像测速(PIV)对壳程流场分布和流速进行了试验验证。结果表明：PIV试验与数值模拟得到壳侧速度矢量分布一致,轴向速度的平均误差为2.93%,最大相对误差为13.24%。与矩形板式换热器不同的是,导孔型板壳式换热器的换热能力和压降损失随着角度的增大而提升,在β=60°达到临界点,随后随着β的增大换热能力有所削弱。壁面平均涡强Se与换热效率Nu存在对应关系,Nu随着Se的增大而增大,拟合的关联式误差在±9%以内。此外,在研究范围内,不同β下的综合性能随着质量流量m的增加而减小,β=30°时综合性能最好,该研究结果可为工业设计选择提供参考。     

翅片法向振动对流动和传热影响的仿真研究

散热对于航空电子设备十分重要,为了利用飞机振动提高航空电子散热能力,以及为航空电子设备的热设计提供参考,在计算流体力学软件中建立了平直翅片在流场中法向振动的仿真模型,并分析了振幅、振动频率和雷诺数对换热和流场流动特性的影响。结果表明：翅片在流场中的法向振动能够起到强化换热作用,随着振幅的增大或频率的提高,强化换热的效果更加明显。在文中研究的范围内,定义的换热强化率最高达229%。翅片振动可以在流体中形成多个由边界层处汇入主流的气团,加强了壁面附近热空气与主流的低温空气混合,因而增强了壁面与流体的热交换。强化换热效果是在来流的冷空气输运和振动引起的流体混合综合作用下获得的,当来流速度不断提高,输运作用逐渐占据主导时,流体混合作用相对变小,使换热强化率降低。     

折流板换热器壳程流体流动与传热特性数值模拟

根据流体动力学和计算传热学理论,建立了折流板管壳式换热器计算模型,运用CFD技术对换热器壳程流体的流动与传热问题进行了三维数值模拟,得到了不同壳程进口雷诺数Re条件下换热器壳程流体的流场和温度场。对数值模拟结果进行分析,以总传热系数h．壳程总压降△p以及单位压力损失下的传热系数h／Ap作为换热器性能的衡量标准,分析了不同折流板间距和不同折流板圆缺高度时管壳式换热器壳程总传热系数h、总压降△p以及h／Ap随壳程进口雷诺数的变化规律。结果表明：随着壳程进口流速的增大,换热器壳程总传热系数和总压降增大、h／Ap减小：在壳程流体流量不变的情况下,结合单位压力损失下的传热系数h／Ap,适当减小折流板间距或减小折流板圆缺高度。可提高换热器的换热性能。     

折流板换热器壳程流体流动与传热特性数值模拟

根据流体动力学和计算传热学理论,建立了折流板管壳式换热器计算模型,运用CFD技术对换热器壳程流体的流动与传热问题进行了三维数值模拟,得到了不同壳程进口雷诺数Re条件下换热器壳程流体的流场和温度场。对数值模拟结果进行分析,以总传热系数h,壳程总压降Δp以及单位压力损失下的传热系数h/Δp作为换热器性能的衡量标准,分析了不同折流板间距和不同折流板圆缺高度时管壳式换热器壳程总传热系数h、总压降Δp以及h/Δp随壳程进口雷诺数的变化规律。结果表明:随着壳程进口流速的增大,换热器壳程总传热系数和总压降增大、h/Δp减小;在壳程流体流量不变的情况下,结合单位压力损失下的传热系数h/Δp,适当减小折流板间距或减小折流板圆缺高度,可提高换热器的换热性能。     

管板间隙对管壳式换热器流动与传热的影响研究

管壳式换热器中,由管板间隙引起的漏流不利于换热器的传热。通过一种新型网格生成方法,对所建立的三维实体模型进行网格划分,并利用CFD软件Fluent进行数值模拟,研究不同情况下壳程与管程的流动与传热特性。计算中采用标准k—ε模型,SIMPLE算法,压力方程为标准格式。将模拟结果引入换热器评价指标,全面分析管板间隙对管壳式换热器流动与传热的影响。     

阻流板对轴向搭接螺旋折流板换热器流动和传热性能的影响

对倾斜角为36°的X型缺口是否采用阻流板堵死的4种轴向搭接螺旋折流板换热器的流动和传热性能进行数值模拟研究,其中4种方案均采用三分螺旋折流板,正三角形布管且螺距近似相同,分别为无阻流板(36°MO)、最外侧一条缺口堵死(36°MOB1)、外侧缺口堵死(36°MOB2)和内外缺口全堵死(36°MOBA)。构建子午切片M1,正六边形切片H2和H3,采用速度矢量叠加速度或压力云图的方式全方位阐释壳侧流场特性。结果表明,在分别穿过X型缺口外、内三角区的正六边形切片H2和H3上所显示的相邻折流板之间的泄漏情况4种方案有明显不同;同时这4种方案的每个螺旋周期内都出现二次流,其中36°MOB2方案二次流强度最大;虽然阻流板阻挡面积越多的方案其传热系数越高,但流动阻力也越大,从壳侧综合性能ho/Δpo来说,36°MOB1方案和36°MOB2方案分列前两名,而36°MO方案最低;与36°MO方案相比,36°MOB1、36°MOB2和36°MOBA方案的壳侧传热系数ho和壳侧综合性能ho/Δpo的平均值分别高36.76%、38.59%、41.13%和19.88%、10.14%、9.30%。由于36°MOB1方案的综合性能指标较高且阻流板在管束最外侧,制造工艺可行,所以其应用价值较好。     

板翅换热器流道结构改进与流体流动性能分析

研究超大型空分装备中板翅式换热器流道改进结构及其对换热器内流体流动影响,设计一种新型板翅换热器流道结构,该新型流道结构可以改变换热器流道内流体的流动方向,促使流体在板翅换热器内部呈M形流动,从而延长换热器中流体的流动距离,增大流体的湍流性能,强化换热器的换热效果。对板翅式换热器流道中转折位置流体的分布情况进行分析,着重分析换热器流道转折位置与流体流动速度、压力变化以及流体湍流性能之间的对应关系。采用Fluent分析流道结构改进前后板翅式换热器内流体的流动情况,可以看出改进后的流道结构可以显著增强换热器内流体的湍流性能,与结构改进之前的传统流道相比,新型流道结构的板翅式换热器通过增大内部流体的湍流性能的方式,提升换热器的换热效率。     

换热器板翅结构数值模拟及强度设计准则修正

传统的紧凑型换热器设计中隔板与翅片的强度设计准则的不合理性在于过于保守,使得计算厚度值偏大.通过全参数化的有限元数值模拟,获得了一系列数据,分析了翅片和隔板中应力与结构参数的关系,结果表明翅片和隔板中应力值较原经验公式的计算值小,尤其是隔板中的应力与原公式的规律也存在明显差别.利用数据拟合技术,获得了翅片和隔板应力新的工程计算表达式,是对现有板翅结构设计规范的有效补充.     

不同接管形式板翅式换热器封头有限元分析

利用弹性有限元法计算了五种接管形式板翅式换热器封头在内压作用下的结构应力,分析了各种接管形式封头的应力分布情况,指出了各种结构的危险部位。     

用于跨临界CO2汽车空调系统的板翅式内部换热器设计

介绍了跨临界CO2汽车空调用板翅式内部换热器的设计思路，并介绍了内部换热器计算所需的换热系数经验关联式，对换热器的安全性做了分析并通过了水压实验。     

板翅式换热器中新型微凸翅片结构设计及性能分析

为提高翅片区域的换热效率、改善板翅式换热器的整体换热性能,提出了一种新型微凸翅片结构.基于结构参数多采样点处的热力学性能仿真结果构建近似模型,以翅片热功率最高为优化目标、压降为约束,使用序列二次规划法确定了微凸体结构参数(微凸高度、微凸夹角、微凸开口长度)的最优值;对微凸体排列间距、排列方式进行优化,确定了改进微凸翅片...     

泡沫金属填充板式换热器的传热特性研究

以空气为介质对泡沫金属填充板式换热器的综合性能进行了试验研究,主要研究了不同孔密度的泡沫金属填充板式换热器的传热效率及压力损失。结果表明:对于以空气为介质的板式换热器,填充泡沫金属后,在较小的压力损失下传热效率得到显著提高,压力损失随孔密度的增大而增大。研究结果对设计制造轻型紧凑的高效换热器有工程实用价值。     

空分用板翅式换热器失效分析

在某空分系统发生的一次设备故障中,由德国某公司设计并制造的高压板翅式主换热器及其附属空气管道发生了开裂、磨蚀、穿孔等失效现象,导致多种低温介质泄漏。通过宏观检查、无损检测、取样分析和故障过程逻辑推理等分析,结果表明：主换热器隔板与封条间钎焊质量的不可靠是造成换热器开裂的主要原因;而主换热器开裂后所形成的携带着珠光砂的低温喷射气流则进一步导致了管道的磨蚀穿孔。     

板翅式热交换器溴化锂吸收式制冷系统

介绍了新设计的一台新型溴化锂吸收式制冷系统实验台,该系统的换热设备均由板翅式热交换器构成,发生器的驱动采用低品位热能,这对保护环境和节约能源都具有重要的意义。     

铝泡沫填充在内管的套管换热器内的流动和传热特性研究

对空气流经铝泡沫填充方形套管换热器内管的流动和传热进行了试验研究,通过数值模拟对其内部的压力场、速度场和温度场进行了描述,并和传统的套管式换热器进行了比较。结果表明：试验结果与数值模拟结果符合较好。热流量和压降都随孔密度或者流速的增大而增大。填充铝泡沫后强化传热明显,虽然压降也大于空管,但通过对换热器压降和传热性能的综合分析,得出填充铝泡沫后换热器的综合性能比不填充泡沫金属的普通套管换热器更好。