干湿工况下波纹翅片管换热器空气侧特性的对比

对7个带亲水层和3个不带亲水层波纹翅片管换热器在析湿工况下空气侧的换热压降特性进行了试验研究,在不同的入口风速和入口相对湿度下比较了干湿工况下的空气侧特性。结果表明,对带亲水层的波纹翅片,析湿工况下的压降显著地高于干工况下的;当入口风速小于0.5 m/s时,湿工况下的换热性能低于干工况下的,当入口风速增加到2.0 m/s时,湿工况下的换热性能则强于干工况下的。析湿工况下带亲水层波纹翅片的换热性能比不带亲水层波纹翅片的偏低一些,但是表面涂上亲水层可以大大降低空气侧的压降。提出析湿工况下波纹翅片管换热器空气侧的换热和压降关联式,平均误差分别为8.70%和7.90%,可用于设计波纹翅片管换热器或者评价它的性能。     

车用百叶窗翅片管式换热器对空气侧强化传热作用的研究进展

百叶窗翅片管式换热器是车用换热器主要选型之一,其结构对空气侧强化传热作用有着极其重要的影响。本文总结了近几年来国内外在百叶窗翅片管式换热器的结构参数对空气侧强化传热影响方面的研究,包括翅片间距、管排数、翅片高度、百叶窗开窗角度、翅片厚度及翅片形状对空气侧换热系数、压降的影响。最后,在百叶窗结构的基础上,提出了在翅片上打孔形成百叶型多孔翅片来进一步强化空气侧换热的建议。     

高温CO_2冷风机的数值计算

用分布参数法建立数学模型,对CO2冷风机在高温工况下进行仿真模拟计算。分析计算了管内制冷剂侧的传热特性,以及管间距与翅片间距对换热系数和压降的影响。结果表明,由于随着干度的增加,管内CO2流型不断发生变化,管内侧换热系数和压降也随之变化。在设计冷风机时,应综合考虑翅片间距与管间距对冷风机总换热系数及空气侧压降的影响。     

百叶窗角度对管带式中冷器传热与阻力特性影响研究

根据影响中冷器综合性能的因素,建立了四组不同开窗角度的百叶窗翅片计算模型,采用Fluent软件,SIMPLE算法和标准k-ε模型对传热特性和阻力特性进行了仿真分析,得到不同开窗角度下中冷器空气侧的温度、压力和换热系数,及中冷器综合性能评价因子。研究发现换热主要集中在百叶窗前端,阻力损失主要集中在翅片区域;压降随着开窗角度的增大而增大;在相同的工况条件下,开窗角度为27°时,翅片表面传热系数最大,具有更好的综合性能。计算结果为中冷器散热带结构设计提供了参考。     

波纹翅片传热与流动特性数值仿真分析

采用数值计算方法,进行了波纹翅片传热与流动阻力特性的仿真研究。计算了波纹翅片上下表面换热系数沿着流动长度方向的变化特性;进行了波纹翅片无量纲曲率半径对换热系数、努塞尔数、管道压降、摩擦因子、管道进出口空气温差等的影响研究,绘制了波纹翅片换热性能评价图。研究结果表明,波纹翅片上下表面换热系数的大小沿着翅片长度方向呈现正弦形式波动,波动幅值逐渐较小;无量纲曲率半径的减小有利于提高波纹翅片的换热效果,但波纹翅片内空气流动的阻力也随之增大;换热性能评价图显示波纹翅片换热性能的增长率小于流动阻力的增长率。该研究内容为机车及动车组板翅式换热器空气翅片选型提供参考。     

基于CFX对管式换热器在烟气余热回收中的改进

通过对换热器结构特点的分析,提出在换热管外壁添加圆形翅片以此来提高管式空气换热器的余热回收。利用CFX软件模拟分析新型换热器的传热特性,通过分析翅片厚度、翅片间距、翅片高度得出,翅片厚度为0.8mm、翅片间距为3mm、翅片高度为12.5mm,换热器的换热性能最佳。     

冷库用空气冷却器的经济性计算模型

为了优化结霜工况下翅片管式空气冷却器的结构设计,提出经济性分析计算模型。综合考虑换热性能、材料成本及运行费用,以单位制冷量的费用年值为目标函数,以费用年值最小为优化目标求解经济模型得到合理的空气冷却器的结构参数,分析了翅片间距、换热管管径、管排数变化对目标函数的影响,并通过一冷库案例进行实际测试验证。计算及试验结果表明:随着翅片间距的增大,目标函数先减小后增大,翅片间距为10时目标函数取极小值;在相同翅片间距的情况下管径越大,其目标函数值也越大;综合考虑换热管直径、翅片间距和管排数的影响,翅片间距为10,换热管外径为9.52,管排数为6时,目标函数取极小值。     

飞机地面空调车蒸发器几种典型翅片强化换热效果的仿真比较

为了提高飞机地面空调保障的保障效率,节省保障时间,对蒸发器的几种典型翅片的强化换热效果进行了研究,以确定不同种类翅片换热系数的大小,分析各种翅片的强化换热效果强弱。为此,选取了平直形、开缝形、三角形波纹形和正弦波波纹形等4种典型形式的换热器翅片,建立了4种翅片下的换热系数计算模型,利用Sim ulink仿真工具建立了用于换热系数计算的数学模型,并进行了仿真计算与分析。研究结果表明:与其它3种形式的换热器翅片相比,采用平直形翅片的飞机地面空调车蒸发器具有更高的换热系数,在蒸发器换热面积相同时,能够产生更好的制冷换热效果,进而节约航空兵部队和空军场站的飞行保障时间,提高飞行保障效率。     

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。     

板翅式EGR冷却器耦合传热模拟研究

利用气-固-液耦合传热的数值模拟方法对板翅式EGR冷却器进行换热仿真分析,研究了平直翅片厚度、节距对换热和压降的影响,对比了不同类型翅片的换热效果,并对单程和双程的流动布置形式进行了比较。结果表明随着翅片厚度增加和翅片节距减小,换热效果增强,压力降增大;波形翅片比平直翅片有更好的换热效果和更大的压力降;双程流动与单程流动相比较,对增强换热具有显著影响,但压力降也急剧增加。     

空调设备中开缝翅片换热器在湿工况下的性能分析

对空调设备中常用的2．3mm、2．5mm、2．8mm翅距开缝式翅片换热器在湿工况下的换热性能和阻力性能进行实验分析，得到了在错排布置下，其空气侧的努谢尔数Nu及摩擦阻力系灯随雷诺数船和析湿系数车的函数关系式，对工程的实际应用具有一定的指导作用。     

结霜工况下热泵空调器性能的理论与实验研究

对热泵空调器在结霜工况下的运行性能进行了理论和实验研究。计算结果表明,热泵在结霜开始时,有助于增大管壁和空气之间的换热系数;当霜层达到一定厚度时热泵的制热能力、性能系数等迅速下降。模型的计算结果和实验结果吻合较好。     

高风速下直接空冷系统流场优化分析

建立了空冷岛一列单元的物理模型,应用数值分析的方法,分析了高速环境风作用下,直接空冷单元内部加装导流装置前后其空气流动和翅片管束的流场特性。在环境风的作用下,空冷系统入口单元均受到不同程度的影响,风机总体流量较低,单元内部空气流动较慢,翅片管束底部换热能力较差。远离环境风的出口单元,风机流量逐渐增大,管束底部的换热能力提高,加装导流装置后翅片管束下部的空气流动受大风的影响减弱。外界出现大风时,空冷系统的进出口空气温度均呈现下降趋势,21 m/s风速时的翅片管束进出口温度差值波动范围较18 m/s时增大。     

扁管空冷器翅片结构优化研究

基于带翅片的扁管空冷器的传热过程,对带翅片的扁管建立模型,并利用该模型在不同的翅片长度及不同风速下进行数值模拟,分析了翅片长度的选择与迎面风速的关系。分析结果表明,当翅片长度增加到一定值后,通过增加翅片长度的手段来强化换热性能收效很小;在低迎面风速下,翅片长度不要过长;在高迎面风速下,仍存在较大的传热温差,空气出口温度的增加只能通过增加翅片长度来完成。     

管翅换热器翅片侧流动与换热性能的CFD分析及强化措施

采用CFD商业软件对管翅换热器翅片侧的流动与换热进行了数值模拟,着重分析了入口空气迎面风速和翅片间距对于换热器性能的影响,包括对翅片换热系数,气体通过换热器的流动阻力,气体出口温度等主要性能参数的影响,以曲线的方式给出了详细的计算结果,并得出了无量纲参数的拟合方程;同时对温度场,压力场等进行了可视化模拟,为试验研究提供了有益的基础数据和理论指导.     

整体翅片叉排热管散热器的传热特性研究

针对三维坐标系下,整体翅片叉排热管散热器的流动和传热特性进行数值模拟研究.分析了四个主要影响因素:翅片间距、翅片厚度、排间距和管排布对努塞尔数、流动摩擦因数和热阻的影响.管排布分别为4-3叉排和3-2叉排,翅片间距分别为6mm、7mm和8mm,翅片厚度分别为0.8mm、1mm和1.2mm,排间距分别为20mm、24mm和28mm.计算结果表明:随着翅片厚度的增加,摩擦因数减小,换热能力增强,热阻有所上升;随着翅片间距的增大,摩擦因数增大,换热能力提高,而热阻基本为增加趋势;当热管排列方式从4-3叉排变为3-2叉排后,摩擦因数增加,但Re较大时,摩擦因数趋于相同,换热能力明显下降,但热阻呈下降趋势.     

微通道蒸发器高风速湿工况性能试验研究

为了研究微通道蒸发器在高风速湿工况下的热力性能和漂水特性，对不同翅片间距和表面特性的微通道换热器进行了试验研究。结果表明，亲水表面处理的微通道蒸发器不能改善湿工况热力性能和凝水排除效果，相反会恶化。亲水表面处理对换热因子j影响不显著，但使风侧阻力系数f增加。在测试工况条件下，亲水表面处理对换热因子j的影响小于1%，风阻系数增大4%～9%。j和f对翅片密度、空气湿度和风速的变化不敏感。亲水表面微通道换热器增大连续性水桥形成机会，增大漂水风险。常规工况下光箔和亲水箔均未发现漂水现象；高湿工况下光箔未发现漂水，亲水箔在风速4.5 m/s和较小翅片间距1.7 mm时，出现轻微漂水。     

平直翅片热管散热器的正交数值模拟优化

文中以平直翅片热管散热器为研究对象,研究了翅片厚度、翅片间距、翅片高度、翅片宽度和热管直径 5 个结构参数对翅片换热性能和阻力特性的影响,采用正交实验设计的方法设计了上述结构参数的 15 个组合方案,利用 CFD 数值模拟的方法对每个组合方案下翅片的流动换热性能进行了模拟。以努塞尔数 Nu 、阻力系数f、传热性能综合评价指标(Performance Evaluation Criteria, PEC)作为评价指标,在每个评价指标下利用极差分析挑选出性能最优的组合方案。 该方法能快速获得散热器结构的优化方案,并分析出主要影响因素,对工程应用有一定的指导意义。 结果表明:影响 Nu 和 f 的最主要因素是热管直径,影响 PEC 的最主要因素是翅片厚度。 对于本文研究的散热器,其最优参数组合方案为:翅片厚度为 0. 6 mm,翅片间距为 2. 2 mm,热管直径为 6 mm,翅片高度为 65 mm,翅片宽度为 28 mm。     

带亲水层波纹翅片管换热器析湿工况空气侧换热与压降关联式

为得到带亲水层波纹翅片的换热器在析湿工况下空气侧的换热和压降关联式,对7个带亲水层波纹翅片管换热器在23个工况下进行了试验研究。根据试验数据,运用多元线形回归方法拟合得到了带亲水层波纹翅片管换热器析湿工况下空气侧的换热和压降关联式。所拟合的换热和压降关联式平均误差分别为6.5%和9.1%,在±15%误差范围内分别能涵盖90.3%和79.2%的试验数据。将新开发的关联式与目前已有的4个换热与压降关联式进行了对比分析,结果表明新的关联式精度明显好于已有的关联式。     

汽车翼型百叶窗翅片散热器性能对比分析

为了提高某汽车管带式散热器的综合性能,保证车辆正常行驶的稳定性,根据厂商提供的散热器几何参数,对其进行性能分析、仿真计算与结构优化。建立该管带式散热器单元体模型并进行数值计算,将仿真结果与试验数据对比,以验证该仿真模型的准确性。在保持散热面积近似不变的前提下,将NACA0018翼型作为百叶窗翅片的结构特征,将传统百叶窗翅片和翼型百叶窗翅片采用相同的方法仿真计算,获得散热器空气侧的换热系数和压力损失,进而计算JF评价因子并比较。结果表明:原散热器的仿真结果和实验数据进行对比,换热系数和压力损失误差最大值分别为4.93%、4.38%,在可接受范围之内,验证了仿真的准确性;在空气速度为2～12m·s-1的区间内,改进后的散热器的JF因子要高于原散热器,当空气流速为12m·s-1时,改进后散热器的JF因子高出约13.58%。