矩形翅片橢圓管換熱器換熱性能的數(shù)值研究.pdf

1、熱交換器作為熱量傳遞中的過程設(shè)備，在工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用極為廣泛。伴隨著各種能源日益緊缺的局面，熱交換器的合理設(shè)計、運(yùn)轉(zhuǎn)和改進(jìn)對于節(jié)省資金、材料、能源和空間而言是十分重要的。翅片管換熱器作為一種緊湊式換熱器，在動力、化工、制冷等工業(yè)領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用，并有很高的換熱效率，通常情況下，其基管為圓管，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，橢圓管具有更小的阻力損失，因此對于矩形翅片橢圓管的研究將對其在工程中的實用效果有更好的指導(dǎo)意義。
　　 本文首先采用數(shù)值模擬方法

2、對翅片橢圓管的翅片結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化，通過正交試驗組合數(shù)據(jù)，得出翅片結(jié)構(gòu)的最佳組合為：翅片長度55mm，翅片寬度32mm，翅片厚度0.3mm。
　　 通過采用數(shù)值分析方法，從管排橫向間距、縱向間距、翅片間距、空氣流速、空氣溫度、材料方面對4排錯排翅片橢圓管束進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析，得出：橫向管排間距、縱向管排間距增大，綜合評價因子提高，并且變化幅度與進(jìn)口空氣流速有很大關(guān)系；翅片間距增大，綜合評價因子提高，但是當(dāng)翅片間距增大到一

3、定值時，其增大幅度減小。
　　 通過采用數(shù)值分析方法，從管排橫向間距、縱向間距、翅片間距、空氣流速、空氣溫度、材料方面對4排錯列翅片橢圓管束進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析，得出：當(dāng)縱向管排間距小于16mm時，Nu/Eu增長幅度較小，且當(dāng)流速達(dá)到7.57m/s時，出現(xiàn)性能下降情況；當(dāng)縱向管排間距大于16mm時，Nu/Eu逐漸增大。隨著橫向管排間距的增大，Nu/Eu呈線性遞增趨勢，當(dāng)間距達(dá)到78mm時，趨于平緩，說明繼續(xù)增大橫向間距對換熱性能基本

4、沒有影響；當(dāng)橫向管排間距位于66mm-78mm時，Eu較為穩(wěn)定，Nu/Eu呈增長趨勢，所以最優(yōu)結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)當(dāng)為橫向間距78mm。隨著翅片間距的增大，換熱性能減弱，當(dāng)翅片間距增大到一定值時，翅片間距對換熱性能的影響變小。
　　 入口空氣流速的增大可以增強(qiáng)換熱，但是阻力增大幅度相對更大；進(jìn)口空氣溫度的升高使得換熱效果變差，阻力增大；材料的導(dǎo)熱系數(shù)越好，換熱效果越好；入口空氣流速一定時，隨著管排數(shù)的增加，每排管的換熱系數(shù)是逐漸減小的，隨