翅片结构参数显著性影响分析及最优化

建立百叶窗式热交换器空气侧三维稳态对流换热数学模型,对不同几何特征参数的百叶窗式翅片进行了流动和换热数值模拟,采用j因子、f因子和JF因子分别对传热效率、流动性能以及综合性能进行评价。研究发现,百叶窗翅片的几何特征参数中百叶窗角度θ、百叶窗间距Lp、翅片间距Fp、翅片厚度δ、对流动换热性能影响程度较大,选取这四个因素进行正交试验,得出翅片的最优结构参数。最优模型与基础模型相比,f因子降低了7.7%,j因子的值增幅为11.3%,JF综合评价因子的值增幅达到14.1%,表明优化后的翅片结构可以在压损增加较小的前提下有效的提升换热性能。     

空气冷却器空气侧百叶窗翅片强化传热性能研究

对跨临界CO2空调系统中空气冷却器空气侧的百叶窗翅片建立流固耦合的三维模型并进行数值模拟,结果表明传热和阻力特性与实验关联式吻合较好;开发新型弧形百叶窗翅片,并对不同窗翅角度和弧度的弧形百叶窗翅片进行数值分析,发现新型弧形百叶窗翅片的换热特性与压降特性较一般的百叶窗翅片都有增加,平均表面传热系数增加幅度高达9．47％,平均压降增加最大幅度为3．2％,可见新型弧形百叶窗翅片传热元件具有良好的综合传热性能。     

空气侧结构对多元微通道平行流冷凝器传热流动性能的影响

建立了多元微通道平行流冷凝器的稳态分布参数模型,与实验对比验证了模型的正确性。利用所建立的模型,研究了翅片高度、翅片间距、百叶窗开窗间距、百叶窗开窗角度变化对多元微通道平行流冷凝器传热和流动性能的影响。结果表明,随着翅片高度的增大,换热量逐渐增大,空气侧压降逐渐减小;随着翅片间距或者百叶窗开窗间距的增大,换热量和空气侧压降都是逐渐减小;随着百叶窗开窗角度的增大,换热量和空气侧压降都是逐渐增大。     

百叶窗波纹翅片换热器的积灰试验研究

对百叶窗波纹翅片换热器在有灰尘的环境中加速积灰过程进行试验研究,对比5种结构参数的百叶窗波纹翅片的积灰层对风速和换热能力等参数的影响。研究结果表明,翅片密度越大,风速和换热量衰减越快。     

采用窗片的5 mm管换热器在湿工况下换热性能的实验研究

在湿工况下,对11个采用百叶窗翅片的5 mm管换热器进行了实验研究,并分析了翅片间距、进口空气相对湿度等因素对空气侧换热性能的影响。研究结果表明:换热量随翅片间距的增加而减小,且比7 mm管或更大管径换热器更明显;换热量受进口空气相对湿度的影响小;在翅片底部出现水桥,而在7 mm管或者更大管径换热器中不曾出现。根据实验数据开发了预测5 mm翅片管换热器换热性能的j因子关联式,误差在士20%以内。     

微通道换热器非对称式百叶窗翅片性能研究

针对汽车热泵空调中最常用的传统对称式百叶窗翅片换热器存在的换热不均匀、风阻较高问题,本文提出6种非对称式百叶窗翅片结构.采用STAR-CCM+软件对非对称式百叶窗翅片结构进行数值模拟,研究对应的4种工况下的换热器内部温度场和压力场的变化特性,并计算得出各个翅片的传热因子j和阻力因子f曲线.研究结果表明:尽管新型非对称式...     

基于蒙特卡罗法的平行流冷凝器的翅片参数优化

运用蒙特卡洛法,在家用空调运行工况下,对平行流冷凝器空气侧的传热和流动性能进行了优化计算,分析了翅片的各种几何参数组合对换热系数和压力损失的影响.得出了影响换热系数的主要因素是翅片高度和百叶窗长度,同时增大两者既可以快速增大换热系数又可以降低压力损失;影响压力损失的主要因素是翅片宽度,因为翅片宽度的微减能带来压力损失的大大将低,但换热系数不受翅片宽度的影响;并同时得出影响换热系数和压力损失的次要影响因素是翅片间距和百叶窗角度.翅片间距减少、百叶窗角度增大均会引起换热系数与压力损失的增大.用这种优化方法得出的结论进行翅片参数组合的平行流冷凝器,可以在满足压力损失需要的情况下大大提高其换热性能.     

对流-辐射型墙面板换热器供热性能模拟

提出一种结构简单,可实现对流换热和辐射换热一体化的对流-辐射型墙面板换热器,建立其供热模型并进行试验验证,分析翅片高度、翅片间距和管中心距等对供热性能的影响。研究结果表明,3个结构参数对换热器供热性能均有一定影响:当翅片高度由20 mm增大到30 mm时,墙面板换热器单位面积总换热量增加11.9%;翅片间距由10 mm增大到20 mm,管中心距由30 mm增大到45 mm时,墙面板换热器单位面积换热量分别减少9.2%和4.3%。     

电冰箱用微通道冷凝器制冷剂侧传热与压降特性试验研究

建立电冰箱换热器试验台,对具有百叶窗翅片的微通道冷凝器制冷剂侧的传热和压降进行测试。结果表明:随着制冷剂质量流速的增加,冷凝器换热量、换热系数及制冷剂流动压降均增大,在冷凝压力为1.46MPa,制冷剂质量流速从90 kg/(m~2·s)增加到150 kg/(m~2·s)时,换热量、换热系数和压降分别增加63%,116%和166%;随着冷凝压力的升高,换热量增大,换热系数减小,在制冷剂质量流速为150 kg/(m~2·s)时,冷凝压力为1.46 MPa与冷凝压力为1.16 MPa相比,换热量增加12%,换热系数降低39%。     

管带式水冷散热器的换热性能研究

本文对管带式水冷散热器的换热性能进行数值模拟研究并通过实验进行验证,以求提高换热器换热性能。建立模型分别从管带式百叶窗、扁管翅片单元进行全面的性能分析。其中对管带式散热器百叶窗的开窗角度进行了分析,结果表明:管带式散热器的百叶窗开角在23°~27°之间的散热效果最佳,提出并通过数值模拟验证了一种优化翅片结构的方案,与传统结构对比,散热效果有明显提高。搭建实验台并设计正交试验,研究了不同因素对散热器整体散热效果的影响程度。在本实验研究的范围下,通过多组实验数据分析得出,进口水温、循环水流量、风扇转速3种因素对散热器散热量的影响程度为:进口水温>循环水流量>风扇转速。     

百叶窗翅片的传热与阻力性能试验关联式

在风洞试验台上对20种不同结构参数的扁管百叶窗翅片进行了传热和流动阻力性能试验,分析比较了翅片间距和翅片高度对其表面对流换热系数和空气阻力性能的影响。同时通过对20种不同结构参数百叶窗翅片的336个试验数据点进行多元回归和F显著性检验,获得了j因子和f因子的经验关联式。在ReLp=200～3000范围内,j和f因子经验关联式拟合的最大误差范围分别为±10％和±12％,绝对平均偏差分别为4．1％和5．6％。     

冷凝器翅片表面流体流动及换热过程的三维数值模拟

本文应用CFD软件FLUENT对冷凝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,获得了翅片表面流体的流场图、温度场图、压力场图以及翅片换热量、平均表面换热系数等重要数据,并通过这些图形、数据对两种翅片的流体流动特性和传热性能进行了比较.     

换热器翅片表面空气流动热力过程的三维数值模拟

本文利用软件FLUENT模拟了发生在双排(叉排)波纹翅片表面空气流动和传热过程,获得了有代表性的翅片表面温度分布、换热系数等值线图,表面气流速度矢量图和相关计算结果.分析了翅片入口风速对翅片表面的温度、气流流动、换热系数、换热量的影响.     

波纹翅片通道内液化天然气流动沸腾换热特性分析

波纹翅片广泛应用于液化天然气板翅式换热器中;为了对板翅式换热器进行优化设计,必须明确翅片通道内的流动沸腾机理。首先对波纹翅片流道中流体的流动和传热传质机理进行分析,建立了稳态工况下汽化相变模型。然后进行了不同质流密度、热流密度和干度工况下波纹翅片流道内流体流动换热过程的模拟,分析了质流密度、热流密度和干度对波纹翅片传热特性的影响,并与平直翅片进行了对比。结果显示:随着干度增大,波纹翅片换热系数呈现先上升后下降的趋势,且在0.5干度左右达到最大值;随着干度增加,质流密度的增大对换热性能的提升越来越明显,热流密度的增大对换热性能的提升越来越小;波纹翅片比平直翅片换热系数提高30%~150%,在低干度工况下波纹翅片强化传热效果更明显。     

矩形翅片椭圆管束性能研究及场协同分析

应用计算流体动力学（CFD）理论,建立了矩形翅片椭圆管的数学模型,阐述求解的数值计算方法。采用k—ε标准湍流模型、有限体积法（FVM）和SIMPLEC算法,运用FLUENT软件对管外扰流场进行三维数值仿真,得到其阻力特性与换热特性,仿真结果与实验结果相对比,验证了模型的正确性。在此基础上,采用场协同原理分析了温度梯度与速度矢量的夹角对矩形翅片椭圆管换热特性的影响。结果表明：对流换热的强度不仅取决于流体的速度和物性,还取决于速度与温度梯度之间的协同,尽管迎面风速增大,换热得到强化,但随着协同角的增大,换热效率变低,以致换热量非线性增加。     

空调用冷凝器中的空气流动与传热分析

本文分析了发生在空调冷凝器中的空气流动和传热过程,对于物理模型进行了合理的简化处理,充分利用了对称性边界条件和周期性边界条件.对于冷凝器的基本换热单元进行了分析计算,获得了入口风速、风压、翅片间距、翅片厚度等因素对于换热量、传热系数、气流温度、流动阻力等的影响,以曲线的形式给出了详细的计算结果,从中总结并找到强化传热的关键和突破口,为试验研究提供了基础数据和理论指导.     

负压低温板翅式换热器锯齿翅片性能的数值模拟研究

换热器在低温工况下的流动换热性能与常温工况下有明显差异.为分析负压低温工况下板翅式换热器关键结构参数对流动换热性能的影响,构建并完善了锯齿翅片通道内流动换热性能的数值模型.采用中心复合设计方法得到实验点并结合Kriging响应面方法,拟合得到了负压低温氦气在锯齿翅片通道内的流动传热关联式.研究结果表明:j因子与间距、厚...     

铜翅片换热器开发应用的分析

从翅片效率、单个换热单元的传热系数和整个换热器的换热量三个方面对不同翅片结构、不同管子结构和不同工况下的翅片管换热器由铝翅片换为铜翅片前后的换热特性和成本进行了分析比较;详细给出了各个结构和工况参数单独变化对换铜前后的翅片效率、单位制冷剂侧换热面积上的总传热系数和换热器换热量的影响规律.分析结果发现,翅片越薄、越高,管外径越小,风速越大时,换铜后的翅片管的换热能力增强越大,成本增加越小.在所选择的结构和工况范围内,铜管铜片换热器比铜管铝片换热器的翅片效率约提高0.938%～29.86%、总传热系数约提高9.88%～23.276%、总换热量约提高0.112%～22.3%;对于典型的1.1kW空调器的蒸发器,材料成本约增加8～42元,体积可最多缩小18%.     

空冷凝汽器蛇形翅片扁平管空气侧流动与换热特性研究

针对应用于电站直接空冷凝汽器的蛇形翅片扁平单排管,对其空气侧的流动及换热特性进行了数值模拟。给出了该管件基本结构的雷诺数和欧拉数随迎面风速的变化关联式;结果显示,同一迎面风速下,随着翅片间距、高度的增大,换热变差,流动变好。但当间距增加到一定程度时,风速与间距对换热流动性能的影响都变得很小。风速越大,换热性能对翅片间距、高度越敏感,而流动则相反,需根据实际工况来选择合适的翅片间距及高度。     

R134a单元式风冷冷风空调机蒸发器设计

以理论模型为基础，对R134a单元式风冷冷风机组翅片管式蒸发器进行设计。应用管内流动沸腾换热模型仿真分析R134a的质量流量对沸腾换热的影响，利用外掠翅片管束换热关联式计算管外翅片侧表面换热系数，进而得出翅片管蒸发器总传热系数，利用计算结果进行设计。