板肋管換熱器傳熱流動特性的實驗研究與計算.pdf

1、板肋管換熱器作為一種高效緊湊式換熱器，在動力、化工、石油化工、制冷等工業(yè)領域應用廣泛，是目前使用最多的換熱器之一。研究和分析板肋管換熱器的特性具有重要的現實意義，對節(jié)能減排有推動作用。翅片結構是影響板肋管換熱器性能的關鍵因素之一。然而，對于不同結構和翅片形式的翅片換熱器，尤其是一些新興開縫翅片結構的板肋管換熱器，現有的經驗公式尚不能滿足對其換熱和流動特性的要求。因此采用實驗方法是獲得特定翅片結構板肋管換熱器傳熱和流動特性的最有效的途徑。

2、
　　本文針對一種應用于電機冷卻系統的特定結構的板肋管換熱器，利用焓差法實驗臺對該換熱器的流動換熱性能進行了實驗研究。主要在不同風速條件下(1～5 m/s)，對兩種翅片間距(2.1mm，2.3mm)的平直翅片結構板肋管換熱器、新型開縫翅片結構板肋管換熱器的換熱特性和阻力特性進行了實驗研究。與此同時，本文在水側溫度(45℃，(79，80，82，90)℃)對換熱器空氣傳熱性能的影響進行了實驗分析。實驗研究結果表明，在實驗測試翅片間距范

3、圍內，平直結構翅片對流換熱系數h均隨著翅片間距增大而增大，而開縫結構翅片的對流換熱系數辦均隨著翅片間距增大而減小，兩種翅片結構換熱器壓降損失△P隨著翅片間距增大而減小。對于不同的風速條件，當翅片間距為在2.1mm時，平直結構翅片和開縫結構翅片的換熱系數分別為44～93.7和63～138 W/m2·℃；當翅片間距為在2.3mm時，平直結構翅片和開縫結構翅片的換熱系數分別為58～104和52.7～131.7W/m2·℃。當翅片間距為在2.1

4、mm時，平直結構翅片和開縫結構翅片的最大壓降為32～131和40～199Pa；當翅片間距為在2.3mm時，平直結構翅片和開縫結構翅片的最大壓降為25～130和33.6～182 Pa。對于測試的兩種翅片間距，開縫翅片結構板肋管換熱器的換熱系數h較平直翅片結構板肋管換熱器提升26％～47.7％，但壓降損失增加了34.4％～42.9％。本文通過對實驗數據進行分析，得到了兩種水側工況下總換熱系數，空氣側對流換熱熱阻，對流換熱系數與換熱器迎面風速

5、的關系，同時對換熱器性能參數j和f因子進行了分析，并整理得到Re-Nu和Re-f的指數關系式子，為該種電機冷卻用板肋管式換熱器提供設計依據。
　　利用fluent軟件對以上平直翅片換熱器結構的流動傳熱特性進行數值分析，數值方法采用有限體積法，對控制方程所規(guī)定的區(qū)域上進行區(qū)域離散，利用K-ε湍流模型計算求解。同時在壓力和速度的耦合采用SIMPLEC運算法則，用QUICK格式對動量方程，湍動能方程，湍流耗散率方程和能量方程進行離散化，