板翅式換熱器三角波紋翅片傳熱與流動性能研究.pdf

1、板翅式換熱器具有質(zhì)量較輕、結(jié)構(gòu)緊湊、換熱效率較高、適應(yīng)性較強(qiáng)以及布置靈活方便的特點(diǎn)，被廣泛用于諸多領(lǐng)域。翅片雖是二次表面，但作為板翅式換熱器的最基本元件之一，其換熱面積要比隔板面積大得多，故板翅式換熱器中的冷熱流體之間的熱量交換只有小部分通過隔板等部件進(jìn)行，主要還是通過翅片進(jìn)行。板翅式換熱器的傳熱與流動阻力特性主要由翅片的結(jié)構(gòu)、表面特性及介質(zhì)物性等來決定。所以，翅片的傳熱和流動阻力性能應(yīng)是準(zhǔn)確設(shè)計板翅式換熱器的基礎(chǔ)。本課題采用數(shù)值模擬的

2、方法研究了三角波紋翅片板翅式換熱器的傳熱與流動性能，同時研究開發(fā)了板翅式換熱器設(shè)計軟件。
　　 通過數(shù)值模擬的方法，對不同的翅片高度Fh、翅片間距Fp、翅片波長λ、翅片波幅A、翅片長度L對應(yīng)的三角波紋翅片模型進(jìn)行傳熱與流動性能研究。獲得了三角波紋翅片通道內(nèi)空氣的溫度、壓力和速度的分布規(guī)律，以及翅片壁面上的溫度和局部換熱系數(shù)的分布規(guī)律。分析了三角波紋翅片各結(jié)構(gòu)參數(shù)以及空氣入口流速對其傳熱和流動性能的影響。通過與平直翅片性能對比得出

3、三角波紋翅片具有較高的性能，尤其是在翅片結(jié)構(gòu)參數(shù)為翅片高度Fh=8～10mm，翅片間距Fp=2.5～3.0mm，翅片波長λ=14.0～17.5mm，翅片波幅A=1.0～1.2mm之間時。給出了傳熱因子j和摩擦因子f關(guān)于結(jié)構(gòu)參數(shù)Fh、F、λ、A、L以及雷諾數(shù)Re的擬合關(guān)聯(lián)式。此外，還研究了翅片表面的熵產(chǎn)和場協(xié)同性能，討論了翅片的熵產(chǎn)率和場協(xié)同角隨翅片結(jié)構(gòu)參數(shù)及入口流速的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)翅片熵產(chǎn)率和場協(xié)同角的隨翅片結(jié)構(gòu)參數(shù)及入口流速的變化規(guī)律

4、與前面研究的傳熱與壓降性能的變化規(guī)律是一致的。
　　 對翅片高度Fh=10mm、翅片間距Fp=2.5mm、翅片波長λ=14mm、翅片波幅A=1 mm、翅片長度L=140mm的翅片進(jìn)行了風(fēng)洞性能試驗，得到該組翅片的對流換熱系數(shù)及流動壓降，將關(guān)聯(lián)式計算結(jié)果同數(shù)值模擬結(jié)果及試驗結(jié)果對比，相對誤差均在20％以內(nèi)。
　　 本文還應(yīng)用Visual Basic6.0和Microsoft Acess軟件研究開發(fā)了適用于不同流型和翅片類型