低翅片管換熱過程的數(shù)值模擬及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、能源是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡纳a(chǎn)、生活資料,自工業(yè)革命以來,能源產(chǎn)業(yè)已然成為了一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈,然而近些年來,能源的過度消耗造成的能源危機(jī)與環(huán)境壓力,已經(jīng)開始對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與社會(huì)的進(jìn)步產(chǎn)生制約。關(guān)注新能源的開發(fā)和探索節(jié)能途徑成為當(dāng)下世界各國的共識(shí)。
　　本文以提高換熱器的換熱效率為目的,以用于空調(diào)冷凝器中的低翅片管為研究對(duì)象,在ANSYS有限元分析軟件中建立管內(nèi)通高溫(314 K)R22氣體,管外通冷空氣的翅片管換熱過程的

2、二維模型,并運(yùn)用流體傳熱分析模塊FLOTRAN CFD對(duì)其進(jìn)行流固耦合模擬分析。研究采用多元參數(shù)正交實(shí)驗(yàn)的方法,探究了換熱過程中流場與溫度場的分布狀況,并結(jié)合傳熱學(xué)、流體學(xué)理論對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析,得出以下結(jié)論:在等熱流的情況下,翅片管的換熱性能明顯優(yōu)于光管,在100 mm的流程內(nèi),翅片管內(nèi)流體的溫降比光管的提高了將近一倍;翅片結(jié)構(gòu)對(duì)其換熱性能的影響明顯,其中翅片節(jié)距對(duì)換熱性能影響最大,其次是翅片高度,翅片厚度最小,在指定范圍內(nèi),翅片管換熱

3、性能隨翅片節(jié)距的增加而增強(qiáng),隨翅片厚度的增大而減弱,隨翅片高度的增大而增強(qiáng);翅片結(jié)構(gòu)對(duì)管外壓降也有很大的影響,其中翅片高度對(duì)其影響非常顯著,管外壓降隨翅高的增大而顯著變大,翅距對(duì)壓降也有較大影響,壓降隨翅距的增大而升高。
　　我們優(yōu)化翅片管結(jié)構(gòu)的目的是:以較小的壓降(能耗)獲得更多的換熱量,為此本文提出“Q/N指標(biāo)”來評(píng)價(jià)翅片管的優(yōu)化方案,綜合考慮換熱能力與壓降,得到的優(yōu)化方案為A2B1C2,即翅距為1.5 mm,翅厚為0.25