板翅式換熱器三角波紋翅片傳熱與流動(dòng)性能研究.pdf

1、板翅式換熱器具有質(zhì)量較輕、結(jié)構(gòu)緊湊、換熱效率較高、適應(yīng)性較強(qiáng)以及布置靈活方便的特點(diǎn)，被廣泛用于諸多領(lǐng)域。翅片雖是二次表面，但作為板翅式換熱器的最基本元件之一，其換熱面積要比隔板面積大得多，故板翅式換熱器中的冷熱流體之間的熱量交換只有小部分通過(guò)隔板等部件進(jìn)行，主要還是通過(guò)翅片進(jìn)行。板翅式換熱器的傳熱與流動(dòng)阻力特性主要由翅片的結(jié)構(gòu)、表面特性及介質(zhì)物性等來(lái)決定。所以，翅片的傳熱和流動(dòng)阻力性能應(yīng)是準(zhǔn)確設(shè)計(jì)板翅式換熱器的基礎(chǔ)。本課題采用數(shù)值模擬的

2、方法研究了三角波紋翅片板翅式換熱器的傳熱與流動(dòng)性能，同時(shí)研究開(kāi)發(fā)了板翅式換熱器設(shè)計(jì)軟件。
　　 通過(guò)數(shù)值模擬的方法，對(duì)不同的翅片高度Fh、翅片間距Fp、翅片波長(zhǎng)λ、翅片波幅A、翅片長(zhǎng)度L對(duì)應(yīng)的三角波紋翅片模型進(jìn)行傳熱與流動(dòng)性能研究。獲得了三角波紋翅片通道內(nèi)空氣的溫度、壓力和速度的分布規(guī)律，以及翅片壁面上的溫度和局部換熱系數(shù)的分布規(guī)律。分析了三角波紋翅片各結(jié)構(gòu)參數(shù)以及空氣入口流速對(duì)其傳熱和流動(dòng)性能的影響。通過(guò)與平直翅片性能對(duì)比得出

3、三角波紋翅片具有較高的性能，尤其是在翅片結(jié)構(gòu)參數(shù)為翅片高度Fh=8～10mm，翅片間距Fp=2.5～3.0mm，翅片波長(zhǎng)λ=14.0～17.5mm，翅片波幅A=1.0～1.2mm之間時(shí)。給出了傳熱因子j和摩擦因子f關(guān)于結(jié)構(gòu)參數(shù)Fh、F、λ、A、L以及雷諾數(shù)Re的擬合關(guān)聯(lián)式。此外，還研究了翅片表面的熵產(chǎn)和場(chǎng)協(xié)同性能，討論了翅片的熵產(chǎn)率和場(chǎng)協(xié)同角隨翅片結(jié)構(gòu)參數(shù)及入口流速的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)翅片熵產(chǎn)率和場(chǎng)協(xié)同角的隨翅片結(jié)構(gòu)參數(shù)及入口流速的變化規(guī)律

4、與前面研究的傳熱與壓降性能的變化規(guī)律是一致的。
　　 對(duì)翅片高度Fh=10mm、翅片間距Fp=2.5mm、翅片波長(zhǎng)λ=14mm、翅片波幅A=1 mm、翅片長(zhǎng)度L=140mm的翅片進(jìn)行了風(fēng)洞性能試驗(yàn)，得到該組翅片的對(duì)流換熱系數(shù)及流動(dòng)壓降，將關(guān)聯(lián)式計(jì)算結(jié)果同數(shù)值模擬結(jié)果及試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，相對(duì)誤差均在20％以?xún)?nèi)。
　　 本文還應(yīng)用Visual Basic6.0和Microsoft Acess軟件研究開(kāi)發(fā)了適用于不同流型和翅片類(lèi)型