不同進(jìn)風(fēng)條件下翅片管換熱器的實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值分析.pdf

1、翅片管換熱器在動(dòng)力、化工、石油化工、制冷工程中應(yīng)用非常廣泛，是當(dāng)前使用最多的換熱器之一。因此，分析和研究翅片管換熱器的特性，不僅有很重要的現(xiàn)實(shí)意義，而且對(duì)當(dāng)前的節(jié)能減排有重要的推動(dòng)作用。
　　影響翅片管換熱器性能的參數(shù)主要包括翅片間距、管排數(shù)、翅片厚度、管徑、翅片材料、管內(nèi)介質(zhì)溫度、流量、干濕球溫度、流速和換熱器傾斜角度等方面。目前，由國(guó)內(nèi)外大量的研究資料可以看出，對(duì)換熱器的傾斜角度以及進(jìn)風(fēng)條件對(duì)其換熱及壓降的影響的研究比較少，多

2、集中在翅片管換熱器本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)上。
　　本文利用焓差法實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)換熱器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，除了保證傳感器的精度外，還必須保證實(shí)驗(yàn)工況的穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)工況的穩(wěn)定性已經(jīng)在搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái)階段經(jīng)過(guò)調(diào)試得到保證，也得到了穩(wěn)定的測(cè)試方法。本文即對(duì)所選被測(cè)換熱器通過(guò)此種測(cè)試方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
　　本文的研究對(duì)象是換熱器的空氣側(cè)換熱及壓降特性。本文以實(shí)驗(yàn)作為主要研究手段，同時(shí)輔助于CFD數(shù)值模擬的方法，對(duì)不同傾斜角度的換熱器、分別在自由進(jìn)風(fēng)及受限進(jìn)風(fēng)條件下的性

3、能進(jìn)行了研究和分析。主要研究工作內(nèi)容有：
　　1.實(shí)驗(yàn)研究了自由進(jìn)風(fēng)下?lián)Q熱器的傳熱及壓降特性
　　被測(cè)換熱器在6種傾斜角度（-60°,-45°,-30°,30°,45°,60°）下空氣側(cè)的換熱及壓降特性有何不同；
　　2.實(shí)驗(yàn)研究了當(dāng)換熱器在以上六種傾斜角度下，自由進(jìn)風(fēng)和受限進(jìn)風(fēng)對(duì)空氣側(cè)換熱和壓降特性的影響；
　　3.實(shí)驗(yàn)研究了在受限進(jìn)風(fēng)條件下，當(dāng)換熱器傾斜角度相同時(shí)，換熱器空氣側(cè)換熱和壓降特性受進(jìn)風(fēng)角度的影響。

4、
　　4.空氣側(cè)換熱特性的數(shù)值模擬計(jì)算利用Fluent軟件對(duì)換熱器進(jìn)行數(shù)值模擬，對(duì)實(shí)際被測(cè)換熱器進(jìn)行了模型簡(jiǎn)化，計(jì)算了自由進(jìn)風(fēng)條件和受限進(jìn)風(fēng)條件下?lián)Q熱器空氣側(cè)換熱系數(shù)，選取了幾種角度下的計(jì)算結(jié)果與對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較，由實(shí)驗(yàn)和模擬的結(jié)果可以看出該實(shí)驗(yàn)和模型結(jié)果可靠性。
　　通過(guò)以上的研究工作，得出了以下結(jié)論：
　　1.在自由進(jìn)風(fēng)條件下，換熱器傾角θ=±45°時(shí)的換熱系數(shù)較高，正傾斜角度的換熱效果優(yōu)于負(fù)傾斜角度，數(shù)值模擬

5、結(jié)果發(fā)現(xiàn)在θ=±45°時(shí)出口空氣平均溫度低于其他角度的出口空氣平均溫度，故換熱系數(shù)較高；
　　2.壓降隨著傾斜角度?的絕對(duì)值的增大而增大；
　　3.在正傾斜角度下，自由進(jìn)風(fēng)的換熱效果優(yōu)于受限進(jìn)風(fēng)的換熱效果，負(fù)傾斜角度得到的結(jié)果相反。數(shù)值模擬選取負(fù)傾斜角度研究，發(fā)現(xiàn)負(fù)傾斜角度下自由進(jìn)風(fēng)的換熱器出口空氣平均溫度高于受限進(jìn)風(fēng)條件下的溫度，故換熱系數(shù)前者高于后者。
　　4.壓降不受有無(wú)進(jìn)風(fēng)管存在的影響；
　　5.相同傾斜