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.     

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。     

典型波纹翅片单元流动与传热特性的数值研究

以两种典型的波纹翅片单元为研究对象,在合理简化条件下给出了物理模型和数学模型,通过流固界面的传热耦合,对不同进口风速下波纹翅片单元的流动及传热和阻力特性进行了数值研究.通过对传热系数,Nu数、压降以及涡量分布的对比分析,结果表明:人字形翅片的传热性能优于波浪形翅片,而流动阻力性能却没有明显的劣势,其主要原因是翅片流场中涡流的产生与耗散存在差异.     

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。     

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。     

梯形波纹板式换热器换热性能试验研究

以水-水为换热介质,采用某型号梯形波纹板式换热器进行换热性能试验研究,通过流体流动状态、温度变化、压降和总换热系数对两种操作方式进行评价。结果表明,同时增加冷热流体流速的方式能够提升湍流度,并且可以将换热效率提高16. 35%,但是该操作方式升温效果较差,而且当冷热流体流速比值大于1时压降大、能耗也大。同时,通过等流速法计算获得换热准则方程和阻力准则方程,并计算获得梯形波纹板冷热流体的对流换热系数,结果表明,当2 000 相似文献   

波纹型叠片式空气冷却器传热与空气流动阻力性能的试验研究

叠片式翅片管空气冷却器是一种高效、紧凑的空气换热高备。对新开发的第二代波纹型叠片进行了传热及阻力性能的测试,获得了一系列试验工况下的传热和管外空气流动阻力数据,通过计算得出了管外换热准则关系式和空气流动阻力准则关系式,并与第一代平片型叠片的试验结果进行对比。结果表明,两种翅化比的波纹型叠片在常规换热工况下的传热性能相当,但比平片型叠片均提高了约9％;当翅化比相同时波纹型叠片的空气流动阻力比平片型叠片增大18％左右,但适当改小翅化比后,波纹型叠片在传热性能不降低的情况下,空气流动阻力可降低至仅比平片型叠片大2．5％左右。     

多区域开窗翅片的热力性能实验研究

在汽车空调综合性能测试台上对7种不同结构参数的百叶窗翅片进行了传热和流动阻力的性能实验.分析比较了百叶窗翅片表面开窗区域对其传热和阻力性能的影响,总结出了表面开窗区域多,对无量纲传热j因子和摩擦阻力f因子影响较大的特点;同时,采用(j/f)1/3因子综合评价了多区域开窗翅片的强化传热效果.研究结果表明,翅片表面多区域开窗对强化传热的影响非常显著.     

锯齿形翅片扁管内流体流动及传热特性研究

为研究翅片节距与翅片切开长度参数对锯齿形翅片扁管管内流体流动和传热特性的影响,建立了9组不同锯齿形翅片参数的冷却扁管导热与流动换热耦合计算模型。采用计算流体力学(CFD)软件FLUENT对锯齿形翅片的微通道进行仿真模拟,得出了锯齿形翅片扁管管内流体流动和传热特性。通过9种锯齿形翅片扁管管内流体压降和传热系数的对比分析,运用冷却扁管综合性能评价方法 h/ΔP,得出了不同锯齿形翅片参数对扁管综合性能的影响规律。研究结果表明,适当减小翅片节距同时增大翅片切开长度能获得更好的流动与传热综合性能,从而可为锯齿形翅片的结构设计提供重要参考。     

脉动剪切层涡流运动下换热特性研究

基于自激振荡的脉冲效应,分析了自激振荡换热管的传热效果。利用大涡模拟数值计算方法,分析了自振管瞬时涡量变化对管道流场的影响,分析了随下游流道管径比L~*=d_3/d_2变化流向涡与法向涡的瞬时结构及其换热特性与阻力特性,并以综合性能评价系数评价管道的换热特性。结果表明:自振腔内剪切层中的离散涡与碰撞壁碰撞分散出的小涡随边向下游运动,并在下游流道近壁面处诱发新漩涡;L~*变化可以控制脉动剪切层的发展,随着L~*的增大流向涡的强度先增大后减小,法向涡逐渐向管道轴心发展;通过调节L~*可以控制管道的换热与阻力,当1.4≤L~*≤1.8时其传热效率提高45.1%～56.5%,综合性能系数最高可提高45.4%。     

集中供热用非对称板式换热器流动换热的研究

非对称板式换热器流道截面相异的特性为集中供热一二次网流量差异下换热性能的优化提供了可能。通过数值模拟,研究了不同工况下人字形非对称板式换热器的波纹倾角β、节高比■/H对其传热系数和流动阻力的影响;以经济学费用现值PC为标识,对其综合性能进行评价。结果表明:波纹倾角β对不同节高比板片的影响并不相同,其对小节高比(■/H≤5)板片换热系数和阻力影响均较大,而大节高比(■/H≥6)对波纹倾角β敏感性较弱;当β≤60°时,大节高比板片具有较好的换热性能和较低的流动阻力,其经济性优势显著,可节省33%～61%的总投资费用;综合考虑设备性能和经济性,β=50°、■/H=6、7为合理的结构参数。     

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。     

管带式换热器空气侧传热传质与阻力性能的准则关联式

报道了管带式换热器空气侧换热及阻力性能的实验结果，给出了计算空气侧换热系数、析湿系数与流动阻力的准则关联式。这些公式的可信度较高，可在工程设计中应用。     

翅片厚度对散热器散热性能影响分析

本文采用Fluent软件,在不同的空气工况下,对三组不同的散热器翅片厚度进行模拟仿真计算,得到不同厚度下翅片的温度及换热系数。研究发现,在相同的空气工况下,翅片厚度等于0.16mm时,翅片换热系数最大,传热最好,综合性能最优。这为散热带翅片的优化提供相应的参考。     

某液冷冷板换热特性实验研究

针对电子设备冷却用液冷冷板设计,选用了3种新型的锯齿型翅片作为冷板内芯。为了验证新型冷板的换热特性,应用稳态电加热法,分别对内芯为矩形、梯形和侧向梯形锯齿型翅片的3种冷板以蒸馏水为介质的换热特性进行了实验研究,分别获得了在一定雷诺数范围内的换热无量纲准则式,并对液冷冷板的换热特性进行了比较。结果表明,在小流量区域,3种冷板换热系数差别不大;随着流量增大,侧向梯形锯齿型翅片对冷板通道内的扰动更强,换热性能更好。本实验为液冷冷板设计提供了参考。     

散热器翅片间距的选取及其与微型风扇的匹配

由风洞试验,测试得到一笔记本电脑系统的阻抗特性曲线及其微型风扇的性能曲线,同时对散热器翅片间流道内的空气流动与传热特性进行了分析与计算.计算结果表明,流动及换热的入口段长度占整个流道长度的比例较高,流动与换热入口段的影响明显.空气流量增加,可使散热量增加,但空气流量增加到一定量后,散热量的增加越来越不明显.在散热量一定的条件下,减小散热器翅片间距,可减小空气流量.根据系统阻抗特性曲线及微型风扇性能曲线,空气流量的减小可降低整个系统的压降,从而减小微型风扇的功耗,降低其噪音,有利于笔记本电脑的运行     

倾角渐增波纹翅片管换热器空气侧流动与换热特性的数值模拟

提出了一种圆管倾角渐增波纹翅片的管翅式换热器,利用FLUENT软件对其空气侧的流体流动和换热过程进行了数值模拟,得到了翅片通道中心面上的温度场和压力场的分布情况及平均传热系数、努赛尔数与速度的关系。并将其强化传热效果与倾角均匀波纹翅片换热器进行对比分析,结果表明倾角渐增波纹翅片比倾角均匀波纹翅片的传热效果更好,更节能。     

矩形翅片椭圆管热交换器流动和换热特性的数值模拟

利用CFD计算方法,对矩形翅片椭圆管热交换器进行了数值模拟,得到其在不同风速下的流动和换热特性,并就椭圆管和圆管之间阻力与换热特性进行了计算比较,分析讨论了片距及管排数对阻力特性的影响,为风洞热交换器设计提供依据。     

正弦波纹翅片管换热器传热和阻力特性的试验研究

对不同翅片间距、不同管排数的9个正弦波纹翅片管换热器元件进行了试验研究,给出了工业常用雷诺数范围内各元件翅片侧空气的换热和阻力性能关联式。文中还给出了包括翅片间距及管排数影响的通用关联式,为设计和选用正弦波纹大套片换热器提供了依据。     

波形对波纹翅片散热器散热能力及阻力性能的影响

利用有限元分析方法,分析了波纹角对波纹翅片散热器散热能力及阻力性能的影响,散热性能方面,得到了波纹角在一定范围内增大,可以提升波纹翅片散热器的散热能力,但随着波纹角的进一步增大,其散热性能反而下降;阻力性能方面,得到了波纹角度的微小变化对翅片的阻力性能影响较小,但阻力性能的总体趋势是随着波纹角在一定范围内增大而提升。根据分析结果,在实际设计中,应在一定范围内尽量增大波纹角以强化传热以及降低流体的压力损失,对翅片散热器波纹角的选取和改善有一定应用价值。