沖壓交錯球凸-球凹翅片的板翅式換熱器通道內流動與傳熱特性研究.pdf

1、據統計在世界范圍內的初級能源消費中，需要經過換熱設備的能源大約在80％左右。由此可見換熱設備的換熱能耗對能源的整體利用率起著關鍵的作用。板翅式換熱器因其具有緊湊的結構，較大的換熱面積和較高的換熱系數被廣泛應用于石油化工、航空航天，機車等關系國計民生的各行各業(yè)。隨著科學技術的發(fā)展，最初的平直翅片板翅式換熱器已經滿足不了當前各工業(yè)領域的需求。在最近這些年各國學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流體流過翅片球凸/球凹時，翅片表面上的球凸/球凹能夠產生縱向渦，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，選取一翅片構成的周期性通道為計算區(qū)域。先對計算區(qū)域進行網格劃分，采用三維無限插值網格生成技術獲得較為光滑和疏密度較為合理的網格，為了避免網格數多少對

3、數值模擬結果產生影響，對數值解的網格獨立性進行了嚴格考核。計算區(qū)域和物理模型的控制方程經適體坐標變換形成計算空間方程，并在計算空間進行離散形成代數方程，通過迭代求解代數方程獲得數值結果。論文用數值方法研究了球凸/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。
　　研究結果表明：翅片面上的球凸/球凹能產生縱向渦，該渦使翅片表面對流換熱