波纹翅片参数对流动传热的影响及多目标优化

采用数值模拟的方法,研究了波纹型翅片的翅高H、翅宽S、振幅A和波长λ对摩擦因子f及传热因子j的影响,并且构建Kriging响应面来近似目标函数与设计变量之间的关系,利用多目标遗传算法MOGA对板翅换热器波纹翅片的结构参数进行优化。结果表明:翅片高H对摩擦因子f、传热因子j及综合性能F_(TEF)的敏感性最为不显著,波长λ和振幅A对摩擦因子f影响显著且分别呈负向增长和正向增长,翅宽S对传热因子j敏感性最为显著且呈负向增长,翅宽S和波长λ对综合性能F_(TEF)的敏感性最为显著且分别呈负向增长和正向增长;在翅片通道雷诺数为800～1 000时,以翅高H、翅宽S、振幅A和波长λ为设计变量,以摩擦因子f最小、传热因子j最大及综合性能F_(TEF)最大为目标函数进行多目标优化设计,得到最佳的波纹翅片参数。     

等节距缩放管内传热数值模拟及场协同分析

采用FLUENT软件对具有不同结构参数的等节距缩放管进行了对流传热数值模拟,研究了缩放角θ、喉径比γ及节距L对传热性能的影响,并用场协同理论进行传热强化分析。结果表明：雷诺数Re在4 138~5 977范围内,缩放角θ越大,努塞尔数Nu越大,压降Δp急剧增大;喉径比γ越小,努塞尔数Nu越大,压降Δp急剧增大;节距L在30~50 mm范围内,随雷诺数Re增大,节距L增加,努塞尔数Nu增大;在50~60 mm范围内,随雷诺数Re增大,节距L增加,努塞尔数Nu基本保持不变;等节距缩放管的缩放节能改善管内流体速度场和热流场的协同程度,提升管内对流传热水平。     

对排凸胞换热管内传热分析及多目标优化

在湍流状态下对对排排列的凸胞换热管的传热及流动特性进行了数值模拟,讨论了凸胞排数对换热性能的影响,分析了强化换热机理;以换热性能Nu、阻力系数f及综合换热性能PEC指数为目标函数,利用多目标遗传算法对凸胞换热管的深度H、半径R及节距P进行优化。结果表明:凸胞附近的湍流强度明显高于光滑管,且2排凸胞数的换热管综合换热性能更优;在所研究的范围内,结合响应面分析发现,结构参数对目标函数的敏感性表现为H﹥R﹥P;维持Re=13136,优化结构与初始结构相比,换热性能至少提高75%,阻力系数减少14.5%。     

圆形凸胞管内传热数值模拟及场协同分析

在普通光滑圆管基础上提出一种新型凸胞换热管,对凸胞管和光滑管的传热特性进行数值模拟,通过改变流速比较无量纲半径I、节距P、排布方式对换热性能的影响,应用场协同理论分析其强化传热机理。模拟结果表明:在所研究的雷诺数范围内,Nu随着无量纲半径I的增加而增加,综合换热性能PEC指数在Re=17 534、无量纲半径I=0.2时为最大;凸胞节距P对Nu的影响较弱,较小的凸胞节距其综合换热性能更优;凸胞对排流动阻力大,错排综合换热性能优于对排;从速度场、温度场分布及场协同原理分析凸胞换热管的强化传热机理。