沖壓交錯球凸-球凹翅片的板翅式換熱器通道內(nèi)流動與傳熱特性研究.pdf

1、據(jù)統(tǒng)計在世界范圍內(nèi)的初級能源消費中，需要經(jīng)過換熱設(shè)備的能源大約在80％左右。由此可見換熱設(shè)備的換熱能耗對能源的整體利用率起著關(guān)鍵的作用。板翅式換熱器因其具有緊湊的結(jié)構(gòu)，較大的換熱面積和較高的換熱系數(shù)被廣泛應(yīng)用于石油化工、航空航天，機車等關(guān)系國計民生的各行各業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，最初的平直翅片板翅式換熱器已經(jīng)滿足不了當(dāng)前各工業(yè)領(lǐng)域的需求。在最近這些年各國學(xué)者先后研究出鋸齒形板翅式換熱器，多孔形板翅式換熱器，帶三角翼以及其它形狀的板翅式換

2、熱器，并取得了一些顯著的成果。由于開縫翅片容易刮灰，為克服這一缺陷，本文在板翅式換熱器翅片上沖壓出球凸/球凹。強化換傳熱原理基于當(dāng)流體流過翅片球凸/球凹時，翅片表面上的球凸/球凹能夠產(chǎn)生縱向渦，縱向渦使得對流換熱強化。
　　為了獲得板翅式換熱器沖壓球凸/球凹翅片通道的流動與傳熱等特性，選取一翅片構(gòu)成的周期性通道為計算區(qū)域。先對計算區(qū)域進行網(wǎng)格劃分，采用三維無限插值網(wǎng)格生成技術(shù)獲得較為光滑和疏密度較為合理的網(wǎng)格，為了避免網(wǎng)格數(shù)多少對

3、數(shù)值模擬結(jié)果產(chǎn)生影響，對數(shù)值解的網(wǎng)格獨立性進行了嚴(yán)格考核。計算區(qū)域和物理模型的控制方程經(jīng)適體坐標(biāo)變換形成計算空間方程，并在計算空間進行離散形成代數(shù)方程，通過迭代求解代數(shù)方程獲得數(shù)值結(jié)果。論文用數(shù)值方法研究了球凸/球凹半徑、截取球凸/球凹的高度、球凸/球凹橫向間距、球凸/球凹縱向間距、通道高度等對傳熱以及流動的影響，并和平直翅片通道的傳熱和流動特性進行對比。
　　研究結(jié)果表明：翅片面上的球凸/球凹能產(chǎn)生縱向渦，該渦使翅片表面對流換熱