折流翅片強(qiáng)化表面換熱特性實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬.pdf

1、本文根據(jù)場協(xié)同理論發(fā)展了一種新型強(qiáng)化換熱表面并對其流動和換熱特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測定。討論分析了翅片傾角，通道高度以及翅片導(dǎo)熱系數(shù)等參數(shù)對換熱和流動特性的影響。并與光通道的結(jié)果進(jìn)行了對比分析。 實(shí)驗(yàn)中，在矩形通道外表面敷設(shè)加熱帶來加熱通道內(nèi)的空氣，測試不同流速時的進(jìn)出口溫度、壁面溫度、流體速度和壓力損失等參數(shù)，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理成無量綱準(zhǔn)則數(shù)形式。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著Re數(shù)的增大，通道換熱逐步增強(qiáng)。在所研究的通道高度H=20～40mm和翅

2、片傾角0°～23.2°范圍內(nèi)，翅片傾角增大時換熱效果增強(qiáng)，同時阻力系數(shù)也明顯增大。對這種通道結(jié)構(gòu)在相同泵功的約束條件下進(jìn)行評價表明，在所研究的Re數(shù)范圍內(nèi)，其強(qiáng)化比Nu＇-/Nuo在2.0～2.7之間。三種通道高度下強(qiáng)化比隨翅片傾角的變化有所不同。對于H=20mm的通道來說，隨著翅片傾角的增大強(qiáng)化比單調(diào)增大，翅片傾角β=23.2°時強(qiáng)化換熱效果最好。而對于通道高度H=30mm和40mm情況，翅片傾角β=16.0°時強(qiáng)化換熱效果最好。說明

3、對一定的通道高度，存在一個最優(yōu)的翅片傾角使其綜合換熱性能最優(yōu)。此外，翅片導(dǎo)熱系數(shù)增大時對提高強(qiáng)化換熱的作用更明顯，表明實(shí)用中折流翅片宜采用導(dǎo)熱良好的材料制作。 最后對二維平行平板通道入口段內(nèi)設(shè)置折流板的換熱和流動特性進(jìn)行了數(shù)值模擬。研究了折流板傾角以及通道長高比L/H對換熱和阻力特性的影響。Re數(shù)范圍覆蓋層流和紊流兩種狀態(tài)。在折流板傾角β=0～21.8°范圍內(nèi)，通道平均Nu數(shù)隨折流板傾角β的增大而單調(diào)增大，隨通道長度增大而單調(diào)減