三个关键几何参数对人字形波纹钎焊板式换热器换热性能影响的分析

以水-水热交换器为例,以CFD模拟软件为手段,以κ-ε模型为基础构建人字形波纹板式换热器模型,并系统分析波纹倾角、波纹深度、波纹间距这3个重要几何参数对换热器内部温度场、压力场、流场及平均努塞尔数和流动阻力的影响。研究结果表明,触点是板间换热效果最好的点,触点的扰流作用使流体在触点周围湍流程度最高,传热得到强化,这也是板式换热器内流体在雷诺数较低时发生湍流的主要原因;另一方面,流体经过触点后压力损失较大,是产生阻力损失的主要原因。波纹倾角是最重要的一个影响参数,最优波纹倾角在60°附近,此时换热效果较好而阻力尚未达到最大;波纹深度增加,平均努塞尔数增大,换热效果趋于好转,板间压力降也逐渐降低。但随着波纹深度的增加,结垢的倾向也会增加,因此较为合理的波纹深度应该在4～5mm之间;在给定的边界条件下,通过计算所得的波纹间距与波纹深度之比在3～4范围内时换热器性能较好。