百叶窗板翅式换热器换热与阻力性能数值模拟研究

为了解决百叶窗板翅式换热器的内部性能优化问题,通过对层流稳态下换热器燃气侧的典型流动换热单元进行建模及流动换热分析,得到了单元体内部速度、流线及温度的分布特性,并通过对换热系数、科尔本传热因子、进出口单位压降、范宁摩擦系数的比较,获得了不同燃气入口速度下翅片间距及翅片角度对换热器换热性能及流动阻力的影响。结果表明:在百叶窗翅片角度及其他尺寸参数不变时,当百叶窗间距为0. 7 mm时其换热性能最优,阻力随间距增大而减小;在翅片间距等参数不变而角度变化时,换热性能与阻力均随角度增大而增大,当百叶窗角度从15°增加至30°时,换热性能的增加幅度较为明显。     

百叶窗翅片的传热和阻力性能试验研究

风洞试验台上对8种不同结构参数的百叶窗翅片进行传热和流动阻力的性能试验。分析比较了翅片长度、翅片间距、翅片高度对其传热和阻力性能的影响，其中翅片长度和翅片间距对无量纲传热j因子和摩擦阻力f因子影响较大，翅片高度影响较小。同时采用3√j/f因子综合评价了8种翅片的强化传热效果。结果表明，翅片长度对强化传热影响最为显著。     

百叶窗翅片结构对空气侧流动换热影响的研究进展

百叶窗翅片作为换热器主要翅片形式之一,其结构对空气侧流动换热特性有着重要影响。本文总结了近年来国内外在百叶窗翅片结构对空气侧流动换热影响方面的研究,包括翅片间距、翅片高度、翅片厚度、翅片深度、百叶窗间距及开窗角度对空气侧换热系数、压降、流动效率、传热因子和摩擦因子的影响。研究表明:传热因子随开窗角度和翅片深度的增加而增大,随翅片间距的增加而减小;摩擦因子随开窗角度的增大而增大,随百叶窗间距的增大而减小;其中,开窗角度与翅片深度分别是影响空气侧流动和换热的最主要因素。最后,在百叶窗结构的基础上,提出了对翅片表面进行处理以及使用新型翅片结构等途径来进一步强化空气侧流动换热的建议。     

圆弧型开缝翅片管空气冷却器传热与阻力特性试验研究

对3种不同翅片间距的圆弧型开缝翅片管空气冷却器进行试验研究,得到迎面风速在1.0~3.0 m/s空气侧传热与阻力特性变化规律,分析了迎面风速、翅片间距对换热器传热与阻力特性的影响;雷诺数Re在1200~3800,综合性能指标随着Re的增大而增大;当Re1800时,Pf=1.7 mm的综合流动传热性能最好,当Re1800时,Pf=2.5 mm的综合流动传热性能最好;圆弧型开缝翅片管的综合流动传热性能比平直翅片管高。     

汽轮发电机气体冷却器性能试验研究

气体冷却器是汽轮发电机的重要设备之一。其传热与阻力性能将直接影响汽轮发电机的运行经济性和可靠性。为实现汽轮发电机气体冷却器的优化设计,对不同翅片间距的翅片管冷却器的传热和阻力性能进行了试验研究,得到了Re在3 000~190 000之间换热器翅片侧的传热和阻力特性,并分析了风速和翅片间距对气体冷却器传热和阻力性能的影响规律。研究成果对汽轮发电机气体冷却器的结构与性能优化具有重要的指导作用。     

椭圆管翅式换热器空气侧传热和流动特性的数值模拟

建立了椭圆管百叶窗翅片换热器三维模型,对椭圆管翅式换热器空气侧传热和流动特性进行了数值模拟,分析管径、管排数、翅片间距对椭圆管翅式换热器空气侧传热流动的影响。结果表明:管排数为1～3时,椭圆管百叶窗翅片换热器空气侧换热系数随换热器管排数的增加而降低,最大降幅达17.1%;椭圆率为2:3的椭圆管翅式换热器综合性能最好,与同周长圆管管翅式换热器相比,换热性能提高了10.1%,降阻幅度达32.3%;随着风速的提高,翅间距对管翅式换热器换热性能及阻力影响逐渐降低。     

相变换热器烟气侧流动及传热特性的数值模拟

对壁温均匀的相变换热器换热管外烟气的流动状态与翅片管的换热过程进行数值模拟,分析烟气入口速度、翅片间距及翅片管横向间距、纵向间距对流动传热特性的影响。结果表明:随着烟气入口速度的增加,换热量和烟气流动阻力均增加;一定范围内增大翅片间距,能够强化传热性能,降低烟气流动阻力;翅片管横向间距的增大能强化传热,而纵向间距的增大会减弱传热性能,二者均能够降低烟气的流动阻力。     

百叶窗结构参数对管带式散热器流动传热特性影响的研究

本文利用CFD计算软件star ccm＋,建立了管带式散热器空气侧的三维热固耦合模型,分析了不同空气流速和百叶窗结构参数对散热器流动和传热特性的影响,发现阻力损失主要集中在空气进入百叶窗的入口区域,百叶窗的前端传热效果较好,同时计算区域后半部分存在滞止区域;随着百叶窗倾角的增大,传热j因子先增后减,摩擦f因子一直增加,24°时传热j因子达到最大值;随着百叶窗厚度的增大,传热效果变差,摩擦f因子先增后减;百叶窗间距增加到一定程度,传热j因子和摩擦f因子增加缓慢,甚至减小。     

基于砖窑余热回收的斯特林发动机及其翅片性能分析

针对小型砖窑的烟气余热利用问题,基于斯特林循环回收烟气余热,建立翅片传热模型。针对矩形、三角形和圆形3种典型翅片,研究相同工况下翅片间距、高度和厚度对换热器传热及阻力性能的影响规律,并利用综合性能指标(PEC)来进行评价。结果表明:在翅片间距与翅片高度恒定的情况下,PEC由高到低依次为圆型、三角形和矩形翅片;当翅片厚度大于1.5 mm时,PEC由高到低依次为三角形、圆形和矩形翅片;翅片厚度小于1.5 mm时,PEC由高到低依次为圆型、三角形和矩形翅片。     

百叶窗翅片传热与流动的三维数值模拟

本文对空气在百叶窗翅片内部流动和传热建立了三维数值计算模型.计算结果与文献所提供的实验数据进行了对比,在整个计算范围内,Re=0～1500,j和f的平均偏差分别为1.96%和10.5%.在深入揭示百叶窗翅片流动机理的基础上,进一步比较了百叶窗翅片开窗角度La和换向区长度S对其传热和流动阻力的影响,分析结果为百叶窗翅片的模具制作及其优化设计提供了依据.     

结霜工况下变片距空气冷却器性能仿真与试验

以结霜工况下的变片距空气冷却器为研究对象,对空气冷却器建立分布参数计算模型,采用分子扩散理论建立霜层的生长模型。在计算过程中,采用空气冷却器迎风面的霜层厚度平均值作为变量迭代求解空气冷却器的风量。研究了变翅片间距结构对空气冷却器结霜工况下性能的影响,并进行了实验验证。实验结果表明:空气冷却器的风量、换热量变化趋势的实验值和计算值基本一致,偏差在5%左右。与定翅片间距空气冷却器相比,变翅片间距空气冷却器在结霜工况下具有较长的除霜周期和更好的传热性能。     

平直翅片换热器空气侧换热与阻力特性研究

以平直翅片管式换热器为研究对象,利用计算流体力学(CFD)软件进行流动与传热模拟计算。采用正交试验方法确定模型工况,对换热负荷15 kW,设计气温30℃,入口风速为1～5 m/s,管壁温度为40～60℃,翅片间距为1～5mm、翅片厚度0.5～4 mm、管纵向间距为0.5～2.5倍外管径,管排数为1～5排的计算工况进行努塞尔数、阻力因子的计算分析。参数敏感性分析结果表明:在1 mm≤翅片间距δ≤5 mm,444≤雷诺数Re≤3 405时,翅片间距δ是对努塞尔数Nu及阻力因子f影响最大的结构参数。在该范围内提出了由翅片间距与特征长度比值组成的无量纲参数对努塞尔数Nu与阻力因子f的计算关联式。该关联式参数图表明:翅片间距δ越小、雷诺数Re越大,对提高平直翅片努塞尔数、降低阻力因子越有利。     

履带车用锯齿型翅片传热器结构参数优选与性能研究

利用数值模拟的方法对履带车用锯齿型翅片散热器的翅片间距和翅片切口长度进行结构优选,引入了同功耗强化传热评价指标(performance evaluation criteria,PEC),对比了不同翅片间距和翅片切口长度的散热性能。研究结果表明:翅片间距和翅片切口长度分别为2mm和4mm时,翅片的综合性能最优。根据数值计算结果研制散热器样件,利用风洞试验台对翅片切口长度为4mm,翅片间距分别为1.5、2.0和2.5mm试验样件进行测试,试验结果与仿真结果较一致,误差在10%以内。通过试验数据拟合出适用于三种翅片间距锯齿形传热器在试验的雷诺数范围内的传热和阻力性能关联式,并分析了水侧流速对空气侧传热性能的影响。     

螺旋翅片管束传热和阻力特性的试验研究

对13个不同翅片间距、翅片高度、横向管间距、纵向管间距的螺旋翅片管束换热器在不同雷诺数条件下的传热和阻力特性进行了试验研究,得出了翅片间距、翅片高度、横向管间距、纵向管间距及雷诺数与换热特性Nu和阻力特性Eu的准则关系式,并对准则关系式进行了分析.结果表明:随着横向管间距和翅片间距的增大,螺旋翅片管的传热得到强化,但随着纵向管间距和翅片高度的增加,螺旋翅片管的传热有所减弱;随着横向管间距、纵向管间距和翅片间距的增大,螺旋翅片管的阻力减少,但随着翅片高度的增加,螺旋翅片管的阻力增加.     

基于平行流铝扁管吸附床传热性能的模拟研究

吸附床是吸附式制冷系统的关键部件。吸附床的换热能力对吸附式制冷系统的各项性能有显著影响。文章针对应用于吸附床的传统换热器和扁管换热器的不足之处,设计出一种新型平行流铝扁管吸附床,并建立了该吸附床的二维传热模型,以温度随时间的变化情况为分析指标,分析翅片的间距、高度、厚度,以及吸附剂体积分数等因素对吸附床传热性能的影响,从而优化调整吸附床的结构,提高其换热性能。分析结果表明:当翅片高度约为70 mm时,吸附床的换热能力达到峰值;当翅片厚度大于1.5 mm时,翅片厚度的增加对吸附床传热性能的影响比较微弱;当吸附剂体积分数由0.25逐渐增大至0.45时,吸附剂的等效传热系数约增加了50%。     

百叶窗翅片管换热器空气侧传热和流动特性数值模拟

采用数值模拟方法对百叶窗翅片管换热器空气侧传热和流动特性进行研究,分析管排数、开窗角度和翅片间距对百叶窗翅片管换热器空气侧性能的影响.结果 表明:空气侧传热系数随管排数增多而降低,最大降幅约12.5％,压降随管排数增多而增大;低雷诺数下百叶窗角度为20°时换热器具有较好的综合性能,较大雷诺数下25°为最佳百叶窗角度;随...     

翅窗间距比对管带式散热器综合性能的影响

为评价散热器的综合性能,对空气流经不同翅窗间距比(F_p/L_p)的百叶窗翅片的流动传热进行数值模拟。首先,得到翅窗间距比与翅片热力性能之间的变化规律:F_p/L_p=0.8~1.1时,传热因子j随F_p/L_p增大而减小;F_p/L_p=1.1~1.2时,j随比值的增大而增大;F_p/L_p1.2时,j随比值增大而减小;阻力因子f则随F_p/L_p增大而减小。同耗材热力性能评价因子j/f1/3先随F_p/L_p增大而增大,在F_p/L_p=1.3处达到最大值,随后略有下降。为反映由散热器紧凑性变化导致的体积变化,引入同体积热力性能评价因子FNTU/f1/3,结果发现:与评价因子j/f1/3不同,FNTU/f1/3随F_p/L_p增大而减小,F_p/L_p1.2时则有小幅回升。最后,为了综合评价散热器性能,提出权衡系数η来体现各个比值的优势,可由此根据实际需求选择翅窗间距比。     

H型翅片椭圆管束传热与阻力特性的实验研究

对H型翅片椭圆管束的管外侧传热与阻力特性进行了模化实验研究,得到了H型翅片椭圆管束的管外侧传热与阻力特性变化规律,分析了横向管间距s_1与纵向管间距s_2对H型翅片椭圆管束传热与阻力特性的影响。研究表明:在研究范围内,随着s_1的增大,管外侧传热性能变差、阻力减小;随着s_2的增大,管外侧传热性能明显变差,阻力明显减小;且纵向管间距s_2对传热与阻力性能的影响比横向管间距s_1更明显。     

基于VB和MATLAB的同心圆热管传热分析与结构优化

建立同心圆热管结构参数计算模型,运用VB和MATLAB软件,并与自编程序相结合,分析同心圆热管传热特性。研究结果表明:单根热管外壁换热系数随着翅片间距的增大而增加,但翅片间距越大,其翅片传热面积越小,翅片间距须大于相邻两翅表面间流体的流动边界厚度之和。凝结换热系数随内管径的增大而减小。经计算,模拟同心圆热管的最佳充液率为43.2%。     

CO_2微通道气冷器翅片结构对换热性能影响的模拟研究

本文选择适用于微通道换热器的CO_2换热关联式,创建CO_2微通道气冷器的二维模型。采用有限体积法将微通道分成多个微元段,利用Matlab结合Refprop软件计算每个微元段中的流动和换热。用实验结果验证了建立的仿真程序的合理性,模拟翅片结构对换热器性能的影响,依据信噪比的田口方法计算了翅片结构对换热器性能的贡献率,提出了适用于本模型的最佳翅片结构。得出:CO_2微通道换热量和压降随着空气侧的翅片间距和翅片高度的增大而减小,随着翅片宽度的增大而增大,翅片厚度的影响较小;翅片结构对微通道气冷器的性能影响的贡献率分别为:翅片高度42.45%,翅片间距25.73%,翅片宽度24.32%,翅片厚度为7.50%;最佳翅片结构为:翅片高度8 mm,翅片间距1.15mm,翅片宽度17.28 mm,翅片厚度0.08 mm。