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平板开缝与波纹开缝翅片管换热器传热与流动特性的比较研究
2015年06月27日 08:26 中国换热器网
  1前言紧凑管翅式换热器广泛地用于供热通风空调与制冷工业的换热器中。由于流体在换热器中的流动非常复杂,而换热器的主要热阻在空气侧,因此,提高空气侧的换热效率是提高换热器的关键。  为了增加空气侧的传热系数当前主要采用的方法有缩小几何尺寸;2增强流体的紊流强度3采用间断面;自从采用间断面比其它两种方法有更大的提换热系数,因此,它是目前*广泛用的技术。  目前研究换热器空气侧的换热主要使用间断性数值模拟的文献很少。尺。,加,612对百叶窗形式的的翅片换热器用5加00进行维与维数值模拟,结果明,维模拟比维更好地与实验数据相符屈冶国等31对开缝翅片进行维数值模拟,并证明开缝位置的不同对换热有很大的影响;热与压降进行研究,并且文献46还拟合了波纹翅片管的换热与阻力系数关系式。  平板开缝翅片,而对于目前常用的波纹换热器很少有进行开缝来进行强化传热,所以本文对波纹面进行开缝来进行强化传热。  2计算模型江平板平板开缝,波纹开缝结构尺寸维计算区域的选区取1中1.2为波纹开缝翅片所选取的计算区域意倍管径,以保证出口无回流。计算控制方程如下13计算边界条件的设定假定管壁的温度313尺为常数,给定翅片给的速度与温度303出口设为局部单向化条件,上下边界为周期性边界条件,左右为对称性边界条件,计算模型为维稳态层流不可压缩流动,计算主要应用,软件进行,用阶迎风格式进行迭代求解,并用51尺算法实现压力场与速度场的耦合。计算区域的离散是采用,1丁软件生成的自适应网格,网格的密度保证网格独立性的要求。  4计算结果与分析4.1计算结果的处理方法压降与换热可以分别用摩擦因子与斯坦顿数货数91来,它们的定义根据总的传热面积At与*小流通截面积和通过*小截面的平均流速来如下换热系数=,其中1471为对数平AtLMTD均温差,而对数平均温差用翅片的温度与进出口温度的差值算得0为通过换热面的热流童。  4.2计算结果分析提高换热效果,在低速的情况下,开缝翅片比平板玄KJ有较高的换热系数,这说明在低速的情况下,平板生边界层,所以有更好的传热效果。从中可以看出,在速度大于,5如=2752时波纹开缝翅片时这种趋势也增大。  系,可以看出,随着速度的增加,压力系数逐渐减小。由于开缝的作用,平板开缝翅片的压力损失系数比平板的平均高出8098,而波纹开缝翅片比平板开缝翅片出5070可以说明,相同的情况下波纹开缝有小的阻力损失。从4与5可知,在速度小于如5时,可以选用平板开缝翅片,而在大于如5时,由于换热与阻力损失,波纹,缝都比平直开缝的好,故可选用波纹开缝翅片。  3力可以看出,在速度为1.551=1032时,在位置是在计算区域的中间位置父=6,1处。壁面处的速度值较小而在速度为,5时,在壁面处的速度值较大流动明显,对流换热增强。  速度为4!时的温度场作速度为4加5时的速度场c速度为l,5mS时的温度场幻速度为1.5,时的速度场处的温度场与速度场。由中可以看出。速度小时边界层厚,速度大时边界层薄。  5结论究,分别在速度为1.5,7,时,分析了它的泣数Nusset数与压力损失系数得出以下结论31数随速度的增加而减小,在速度小于40时。平板开缝的货数要大于波纹开缝的货数;在速度大于4,时,波纹开缝的纪数要大于平板开缝的汾数,压力损失系数随速度的增加而减小,波纹开缝的压力损失系数大于波纹开缝的压力损失系数。从而在速度小于4时,选用平板开缝翅片,而在速度大于4!5选用波纹开缝翅片。  屈治国,何雅玲,陶文铨。平直开缝翅片传热特性的居数值模拟及场协同原理分析。工程热物理学报。2003,245825,8274R.L.ebb,Airsideheat陶文铨。数值传热学。西安。西安交通大学出版社,20019
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