波纹翅片的传热与流动特性研究毕业设计论文

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翅片式管翅式换热器流动换热性能比较研究

翅片式管翅式换热器流动换热性能比较研究

翅片式管翅式换热器流动换热性能比较研究摘要:随着制冷空调行业的发展,人们已经把注意力集中在高效、节能节材的紧凑式换热器的开发上,而翅片管式换热器正是制冷、空调领域中所广泛采用的一种换热器形式。

对于它的研究不仅有利于提高换热器的换热效率及其整体性能,而且对改进翅片换热器的设计型式,推出更加节能、节材的紧凑式换热器有着重要的指导意义。

由于翅片管式换热器在翅片结构形式和几何尺寸的不同,造成其换热性能和阻力性能上的极大差异。

本文概述目前国内外空调制冷行业中的普遍采用的几种不同翅片类型(平直翅片、波纹翅片、开缝翅片、百叶窗形翅片)的换热及压降实验关联式及其影响因素,对不同翅片形式的管翅式换热器的换热及压降特性的实验关联式进行总结,并对不同翅片的流动换热性能进行了比较。

正确地选用实验关联式及性能指标,将对翅片管式换热器的优化设计及其制造提供可靠的依据。

关键词:翅片形式;管翅式;换热器;关联式;流动换热性能1 绪论1.1课题背景及研究意义换热器是国民生产中的重要设备,其应用遍及动力、冶金、化工、炼油、建筑、机械制造、食品、医药及航空等各工业部门。

例如,过路热力系统中的过热器、省煤器、空气预热器、凝汽器、除氧器、给水加热器、冷却塔等;金属冶炼系统中的热风炉、空气或煤气预热器、废热锅炉等;制冷及低温系统中的蒸发器、冷凝器、回热器等;石油化工工业中广泛采用的加热及冷却设备等,制糖工业和造纸工业的糖液蒸发器和纸浆蒸发器,这些都是换热器应用的大量实例。

它不但是一种广泛应用的通用设备,并且在某些工业企业中占有很重要的地位。

例如在是有化工工厂中,它的投资要占到整个建厂投资的1/5左右,它的重量站工艺设备总重的40%;在年产30万吨的乙烯装置中,它的投资站总投资的25%。

由于世界上燃煤、石油、天然气资源储量有限而面临这能源短缺的局面,各国都致力于新能源的开发,并积极开展预热回收及节能工作,因而换热器的应用又与能源的开发及节约有着密切的联系。

波纹翅片的传热与流动特性研究

波纹翅片的传热与流动特性研究

波纹翅片的传热与流动特性研究摘要;近些年来能源与环境问题日益加剧,保护环境、降低能源消耗成为当今世界的主题,因此各行业的学者都肩负减少能耗的重任。

板翅式换热器是在20世纪问世的, 由于其在节省能源与材料方面的优越性,如今在石油化工、能源动力、冶金、制冷、航天等各领域已经获得了广泛的应用。

翅片管换热器在制冷、空调等领域广泛应用。

波纹翅片是这种紧凑式换热器的翅片类型中的一种, 它增加了传热面积和扰流的程度,对换热器的性能有很大的提升。

本文应用FLUENT软件针对波纹翅片管换热器空气侧换热进行数值模拟。

并研究Re数、管排数和管径等参数对空气侧传热和流动特性的影响。

同时对不同尺寸的波纹翅片进行了数值模拟分析并计算出各个模型的换热因子j 和阻力因子f,根据他们的数值判断翅片在该模型下的性能优略。

最后考察了波纹形式、管排、翅片间距、波峰到波谷投射长度和波峰到波谷高度对流动换热性能的影响。

关键词:波纹翅片;数值模拟;换热因子;阻力因子;换热性能study on heat transfer and flow of wavy finsAbstract;In recent years, energy and environmental issues increase, protecting the environment and reducing energy consumption are the themes of the present world.Plate-fin heat exchanger appears in the 20th century ,because of its superiority in terms of saving energy and materials. Now it is used widely in various fields such as petrochemical, Energy and Power, metallurgy, Refrigeration, aerospace,because of its superiority in the saving of energy and materials. Scholars in various industries have to shoulder the heavy task of reducing energy consumption. Fin-and-tube heat exchanger is widely used in refrigeration, air conditioning .The wavy fin is one of fin types on this compact heat exchanger. It increases the heat transfer area and the degree of spoiler, and improves the performance of the heat exchanger greatly.In this paper, FLUENT is used to simulate the wavy fin-and-tube heat exchanger, . Based on these results, the effects of Reynolds number, tube row number, tube diameter and other parameters on air side heat transfer and flow characteristics are studied. At the same time, I have carried out the numerical simulation analysis on different geometric dimensions of the wavy fins,I calculated the heat transfer factor j and resistance factor f of each model. According to their value we can judge the performance of that model. Finally, examine the corrugated form of tube rows, fin spacing, the projected length of the crest to trough and crest to trough height effects on flow and heat transfer performance.Keywords;wavy fins;numerical simulation;heat transfer factor;resistance factor;heat transfer performance目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究背景及意义 (1)1.2 波纹翅片的特点和应用场合 (2)1.3 研究现状 (2)1.4 本文的研究工作 (7)第二章数值模型的建立与计算方法 (8)2.1 概论 (8)2.2 波纹翅片管换热器物理模型立 (8)2.3 相关参数的确定 (9)2.4 物理模型的边界条件及初始条件 (10)2.5 利用数值计算方法简介 (11)2.6 CFD简介 (13)2.7 fluent软件概述及GABBIT简介 (14)2.8 翅片管强化传热的数值解法 (16)第三章数值计算的结果与数据分析 (19)3.1 光滑波纹翅片管翅式换热器 (19)3.2 6排管光滑波纹翅片管翅式换热器数值计算 (20)3.3 几何参数对波纹翅片管翅式换热器的换热阻力性能的影响 (24)总结 (31)参考文献 (31)致谢 (34)第一章绪论1.1课题背景及研究意义板翅式换热器是在20世纪问世的,由于其在节省能源与材料方面的优越性以及具有体积小,重量轻、效率高等突出优点,如今在石油化工、能源动力、冶金、制冷、航空航天、原子能和机械等各领域已经获得了广泛的应用。

典型波纹翅片单元流动与传热特性的数值研究

典型波纹翅片单元流动与传热特性的数值研究

198机械设计与制造M achi ner y D es i gn&M anuf act ur e第12期2010年12月文章编号:100l一3997(20l O)12一0198-02典型波纹翅片单元流动与传热特性的数值研究王维斌傅宪辉昊茂刚冯茺蔚牛洪成(山东省科学院工业节能研究中心,济南250103)N um e r.caI s t udy on f I ow a nd heat t r ans f er of t ypi caI uni t s w i t h w aV y f i ns W A N G W ei—bi n,F U X i an—hui,W U M ao—gang,FE N G C hon笤_’佗i,N IU H ong—cheng(I ndust ri a l E ner gy C on s ervat i o n R es ear ch C ent er of S h andon g A c adem y of Sci ence s,Ji’na I l250103,C hi na)中图分类号:TH l6。

T K l24文献标识码:A1引言对流换热及其强化一直是人们研究的重要课题。

由于空气热物性的限制,各类换热设备的热阻主要集中在管外,管外热阻占总热阻的(80~90獗凡为了强化管外空气的换热,人们加装了各种翅片来强化传热。

从最初的平直翅片,一直发展到后来的各种广泛应用于石油化工、制冷散热、能源动力、冶金等领域。

相对于乎直翘片,波纹形翅片的换热性能和流动阻力都有明显的提高日,因此波纹翅片在各类强化换热场合中的应用比较广.泛,也提研究关注的热点之一。

图l波纹翅片单元对翅片流场和传热特性的研究方法主要有实验和数值模拟,随着计算机应用技术的发展,数值模拟方法越来越完善成熟,为研究翅片的流动与传热特性提供了非常有效的手段。

如J蚰毋准Re= (40啦1200)s。

针对波纹翅片的高度和角度等参数对波纹翅片的流动和换热量的影响进行了三维数值模拟。

翅片管换热器空气侧换热论文

翅片管换热器空气侧换热论文

翅片管换热器空气侧换热及压降的性能分析摘要:对波纹翅片管及百叶窗翅片管两种换热器在析湿工况下空气侧的换热压降特性进行了试验研究,分析了不同温度进水工况条件对波纹翅片和百叶窗翅片管换热量、空气侧换热因子和摩擦因子的影响。

结果表明:随着入口水温的增加,两种翅片空气侧的换热因子都增加,两者相差比较小,变化趋势一致;随着入口水温的增加,两种翅片空气侧的摩擦因子都降低,变化趋势一致;当入口水温相同时,两种翅片空气侧的换热因子都随着管内流体雷诺数Re的降低而增加,而摩擦因子都随着管内流体雷诺数的降低而降低。

关键词:翅片管换热器;空气侧;换热系数;压降;进水温度前言翅片管式换热器被广泛应用于空调、制冷及化工领域。

当翅片管式换热器的表面温度低于流通空气的露点温度时,翅片表面会产生结露,产生冷凝水,此现象称之为析湿。

在析湿条件下翅片换热特征要比干工况复杂许多,空气状态变化既有热量的传递又牵涉到传质的变化,对于此类问题的研究大多是先从试验找现象,再去理论研究翅片表面的热质交换。

翅片管式换热器空气侧换热的研究对改进翅片的结构形式、推出更加紧凑、节能及节材型换热器,提高换热器的换热效率,有重要的研究意义。

目前国内外关于翅片管式换热器空气侧特性的研究主要有Wang et al 研究了波纹高度对波纹翅片管换热器空气侧特性的影响,总结了百叶窗式换热器的通用换热和压降关联式;李斌等得到了正弦波纹翅片管束在析湿条件下的换热和阻力特性,得出了空气侧的换热和阻力关联式;马小魁、张圆明、丁国良的研究着重于亲水层对换热器性能影响的研究;高晶丹等分析了翅片间距、进口空气相对湿度等因素对空气侧换热性能的影响。

换热器空气侧特性研究主要都是集中在空气特性变化对其的影响,而管内进水温度变化对翅片管换热器的影响没有过多的介绍及研究,并没有展开过详细系统的研究。

本文借助于水与空气系统试验中得到的相关数据,通过实验和数值模拟拟合相结合的方法分别对波纹翅片和百叶窗翅片管换热器在不同的进水温度下的换热、压降特性进行研究分析,得出了两种翅片不同的换热和压降关联式。

论文振动翅片管流动与换热的介观数值模拟研究

论文振动翅片管流动与换热的介观数值模拟研究

论文振动翅片管流动与换热的介观数值模拟研究振动翅片管是一种常见的换热器件,其通过管道内的振动翅片来增强热传导和流动混合,从而提高换热性能。

介数模拟是一种有效的研究振动翅片管流动与换热的方法之一。

以下是对振动翅片管流动与换热的介数模拟研究的分析:1. 几何建模和网格划分:首先,需要对振动翅片管的几何形状进行建模,包括翅片的结构和管道的几何参数。

根据研究需求,可以选择二维或三维模型。

然后,将领域分割为网格单元,通常使用结构化网格或非结构化网格,以适应复杂的几何形状和流场。

2. 运动方程模拟:为了研究振动翅片管的流动特性,需要在数值模拟中考虑流体的流动运动。

通过求解流体力学中的Navier-Stokes方程,可以模拟流场的速度、压力和温度的变化。

针对振动翅片管,需要考虑流体的不可压缩性和翅片的良好运动模拟。

3. 振动翅片模拟:振动翅片的运动是振动翅片管换热性能的关键因素之一。

可以通过振动翅片上加入适当的振动力,或根据实验数据模拟振动模式。

同时,应考虑翅片在流动中产生的阻尼效应,如流体-结构相互作用(FSI)等。

4. 换热模拟:振动翅片管主要应用于换热领域,在模拟中需要考虑热传导、对流和辐射等换热机制。

根据流体的温度分布和翅片表面的换热特性,可以计算出管道内部和外部的换热效率和温度场分布。

5. 结果分析与优化设计:通过数值模拟,可以获得振动翅片管流动与换热的参数和特性。

通过分析和比较不同工况和翅片设计的结果,可以评估翅片形状、振动频率和幅度等参数对换热性能的影响,并进行优化设计。

需要注意的是,数值模拟只是对振动翅片管流动与换热的近似预测,具体的结果仍需与实验数据进行验证和修正。

此外,模拟过程中还需要合理选取边界条件、流体模型和模。

新型百叶窗翅片对流换热特性研究

新型百叶窗翅片对流换热特性研究

新型百叶窗翅片对流换热特性研究张丽娜;高长银;刘敏珊【摘要】Louvered fins are widely used in compact heat exchangers.Two kinds of louvers were proposed based the traditional rectangle louver.The flow field and thermal field of louvered fins are simulated by sofeware FLUENT.The characteristics of heat transfer and resistance are compared to different kinds of louvers.Due to the changed flow sections,the spindle louver and rectangle/spindle louver have higher flow velocity near the heated tube wall,the heat transfer is enhanced and comprehensive performance is better than reactangle louver.The j factor ofrectangule/spindle (2/1 )louver is highest and the compre-hensive performance is best.%百叶窗翅片广泛应用在紧凑式换热器中,基于传统矩形百叶窗结构,提出两种新型矩/梭形百叶窗翅片,利用FLUENT软件对不同结构的百叶窗翅片流场、温度场进行模拟分析,对比不同结构百叶窗翅片的传热和阻力特性。

研究表明,由于流道变截面的影响,使得梭形百叶窗和矩/梭形百叶窗有较高流速的流体冲刷加热管壁面,从而梭形百叶窗和矩/梭形百叶窗传热效果增强,其综合性能均优于矩形百叶窗,矩/梭(2/1)形百叶窗传热j因子相对较高,综合性能较好。

高速列车用板翅式换热器波纹翅片通道传热特性研究

高速列车用板翅式换热器波纹翅片通道传热特性研究

摘要由于高速列车发展迅猛,使得高速列车冷却技术受到广泛关注,而板翅式换热器以换热效率高、结构紧凑、轻巧等优势受到青睐,论文以一种板翅式换热器的波纹通道为对象,用数值方法研究了波纹翅片通道的传热和流动特性,并将波纹翅片通道结果与平直翅片通道进行对比。

在雷诺数等于300-2200范围内,还考察了波纹翅片通道几何参数(波纹振幅,波纹波长,翅片高度,翅片宽度)对通道传热和流动的影响。

论文主要研究结果如下。

在论文研究范围内,随着雷诺数的增大,波纹翅片通道的平均努塞尔数增大,而阻力系数却减小;平直翅片通道的变化趋势与波纹翅片的相同;且波纹翅片通道的平均努塞尔数和阻力因子均明显高于平直翅片通道。

当波纹振幅增大,其他几何参数不变时发现,波纹振幅越大,平均努塞尔数越大,同时阻力因子也越大;当波纹波长减小,其他几何参数不变时发现,波纹波长越小,平均努塞尔数越大,阻力因子也越大;当改变翅片宽度,其他几何参数不变时发现,翅片宽度对阻力因子的影响甚微,当雷诺数小于800时,翅片宽度越小,平均努塞尔数越大,当雷诺数大于800时,翅片宽度越大,平均努塞尔数越大;当改变翅片高度,其他几何参数不变时发现,翅片高度越大,平均努塞尔数越大,阻力因子也越大。

以翅片高度为例,采用等泵功条件下换热因子作为评价指标时发现,评价因子随着雷诺数的增加而增大,而且出现了大于1的情况,这说明波纹翅片通道换热能力优于平直翅片通道,实现了强化传热。

在相同的结构参数下,几何参数对二次流强度的影响与平均努塞尔数的变化趋势相同。

随着雷诺数的增加,二次流逐渐强度增加,且波纹翅片通道的二次流强度明显高于平直翅片通道的二次流强度。

这表明波纹翅片通道的强化传热是由二次流产生的。

关键词:数值模拟;板翅式换热器;波纹翅片;参数影响论文类型:应用研究AbstractDue to the rapid development of high-speed trains,its cooling technology has been widely concerned,and the plate-fin heat exchangers are favored by the advantages of high heat exchange efficiency,compact structure and light weight.This paper takes the channel formed by wavy fins of a plate-fin heat exchangers as an object.The heat transfer and flow characteristics in the wavy fin channel were compared to them in the channel formed by the plains fins.In the range of Reynolds number from300to2200,the effects of wavy fin geometry(wave amplitude,wave wavelength,fin height,fin width)on heat transfer and flow of wavy fin channel are studied.The following conclusions are obtained.With the increase of Reynolds number,the average Nusselt number of wavy fin channel increases,while the drag coefficient decreases,the trend of plain fin channel is the same as that of wavy fin channel;and the average value of both the Nusselt number and the drag factor of wavy fin channel are significantly higher than that of the plain fin channel.When the wave amplitude increases and other geometric parameters are constant,it is found that the larger the wave amplitude is,the larger the average Nusselt number is,and the larger the resistance factor is.When the wave wavelength is reduced and other geometric parameters are unchanged,it is founded that the smaller the average Nusselt number,the larger the drag factor;When the wave amplitude increases and other geometric parameters are constant,it is found that the fin width has little effect on the drag factor,when Re<800,the smaller the fin width,the larger the average Nusselt number,Re>800,the larger the fin width,the larger the average Nusselt number;when changing the fin height,other geometry parameters are constant,it is found that the larger the fin height,the larger the average Nusselt number and the larger the drag factor.Taking the fin height as an example,when the heat transfer factor is used as the evaluation index under the condition of equal pumping power,it is found that the evaluation factor increases with the increase of the Reynolds number,and there is a case of more than1,which indicates the heat exchange capacity of the wavy fin is better than that of plain fin for enhanced heat transfer.Under the same structural parameters,the influence of geometric parameters on the secondary flow intensity is the same as the average Nusselt number.As the Reynolds number increases,the secondary flow gradually increases in strength,and the secondary flow intensity of the corrugated fins is significantly higher than the secondary flow intensity of the flat fins. This shows that the heat transfer enhancement in the wavy fin channel is caused by the secondary flow.Key Words:Numerical simulation;plate-fin heat exchanger;wavy fin;parameter influence目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1高速列车 (1)1.1.1动车组牵引方式及特点 (1)1.1.2动车组冷却系统 (2)1.2板翅式换热器 (3)1.2.1板翅式换热器结构 (3)1.2.2翅片结构形式 (4)1.2.3国外发展现状 (5)1.2.4国内发展现状 (8)1.3本论文的主要任务 (10)2波纹通道板翅式换热器的物理模型 (11)2.1模型结构 (11)2.2模型的几何参数 (11)2.3数值模拟及边界条件描述 (12)2.3.1模型的数学描述 (12)2.3.2初始条件和边界条件 (15)2.4传热及流动参数定义 (16)3数值模拟 (18)3.1适体坐标的转换 (18)3.2控制方程和边界条件的离散化 (21)3.2.1离散化 (21)3.2.2控制方程的离散 (22)3.2.3边界条件的离散 (24)3.2.4计算平面上的离散 (26)3.3求解Navier-Stokes方程的压力修正方法 (28)3.3.1速度修正值的计算公式 (28)3.3.2求解压力修正值的代数方程 (29)3.3.3SIMPLE算法的计算步骤 (30)3.3.4流场迭代收敛的依据 (30)4网格划分及独立性检验 (32)4.1编程划分通道网格 (32)4.2网格独立性校核 (33)4.3数值方法的验证 (34)5数值结果与云图分析 (36)5.1温度场分布 (36)5.2局部努塞尔数和横向平均努塞尔数 (36)5.3流线图分布 (38)5.4强化传热效果 (39)6数值结果与分析 (40)6.1几何参数对换热性能的影响 (40)6.2波纹通道波长W的影响 (40)6.3波纹通道振幅A的影响 (41)6.4通道高度H的影响 (42)6.5通道宽度L的影响 (44)6.6二次流 (45)6.6.1二次流定义 (45)6.6.2结构参数对二次流的影响 (46)6.6.3几何参数与努塞尔数、阻力系数和二次流强度的关联式 (47)结论 (51)致谢 (52)参考文献 (53)攻读学位期间研究成果 (55)1绪论1.1高速列车当下,科学技术处于巅峰时期,最为突出的科技之一就包括铁路技术,铁路发展迅猛,从早些年代的蒸汽机车,到燃气轮车,再到当今时代的高铁,经历了两百多年的发展历史,给人类出行方式带来了巨大的改变,使人们出行愈加简单、快捷。

板翅式换热器波纹翅片传热特性与流阻分析

板翅式换热器波纹翅片传热特性与流阻分析

摘要 :以 K y H n o as和 odn关于波纹 翅片的试验数据为依 据, 与同 当量直径 的矩形翅 片与矩形开缝 翅片在 同雷诺
数的情况下进行 比较 , 获得 波纹翅 片与矩形波 j 因子和 f 因子在不 同雷诺数下的倍数关 系。在 R = 0 2 0 e 4 0~ 00范 围内, 波纹翅片 J因子是同雷诺数下 矩形波 的 2~2 8倍 , 因子是 同雷诺 数下矩 形 翅片的 2 8~4倍。在 R = . f . e 20 0 0~10 0范围内, 00 波纹翅片的传热 因子 j 同雷诺数下矩形开缝翅片 的2— . 是 2 8倍 , 阻力 因子 f 同雷诺 数下 是
收 稿 日期 :0 91 - 20 — 2 2 9
作者 简介 : 王先超 (9 1)男 , 17 . , 湖北武汉人 , 硕士 , 主要从事 电子散热研究。
h所 板 翅式换 热器 自 2 0世 纪 问世 以来 , 已经 在化 工 、 翅 片的局 部舍伍 德数 S , 测 的波纹形 翅片具 有 两个 汽车 、 天各领 域获得 广 泛应 用 。波纹 翅 片作 为 这种 完 整 的波 纹 , 角为 2 。 波纹 间 的距 离为 16 m 流 航 波 1, .5 m, 投影 的 ) 片长 度 为 1 . m 他 翅 8 5 m, 紧凑换 热器 的一 种 , 用 增 加 扰 流 、 化 传 热 面 积 的 动 方 向上 总 的水 平 ( 采 强 有效翅 片 , 国外 已有研究 , 中以 K y 和 H n o … 们 测量 了舍伍德 数 的局 部 和平 均分 布 , 确认 了复杂 在 其 as o dn 也 的试验最 为全 面 , 目前还 没有 发 现确 切 给 出波纹 翅 的流动现象 。他们发现 , 但 由于壁面波纹 引起的换热系 片的试验 关联式 , 限制 了其 在 工程 上 的应 用 。本 文 以 数 的强 化 , 低 R 在 e时 是 小 的 ( R 在 e:10 0 0时 约 为 K y 和 H no as o dn关 于波 纹 翅 片 的试 验 数 据 为依 据 , 2 % ) 但在 低 紊 流 区 则 是 可观 的 ( R 综 5 , 在 e为 60 0 0至 80 0 0时约 为 2 0 ) 0 % 。强 化 是 由于 G et r涡 系 引起 o re l 合 矩形翅 片与矩形 开缝 翅 片计 算公 式 , 结 出波 纹翅 总

翅片管式气-液换热器变工况下传热特性研究

翅片管式气-液换热器变工况下传热特性研究

翅片管式气-液换热器变工况下传热特性研究苑中显;刘忠秋;吴波【摘要】采用FLUENT软件对高温空气-混合硝酸盐在翅片管式换热器中的换热进行了三维数值模拟,研究其换热与流动特性.模拟主要考察对于不同压力工况下及不同Re数的高温空气,换热器的换热及阻力特性.计算结果表明:随着空气侧流速及空气压力的增加,空气侧表面换热系数都有显著增加,同时流动阻力也有所增加.低压力工况时的换热及阻力特性曲线几乎随空气流速呈线性相关,高压力工况流动和换热呈非线性趋势.将数值模拟结果与实验结果进行了对比,对数值模拟结果的准确性进行了验证,并得出了流体物性对换热器性能的影响,给出了翅片管换热器在不同条件下的换热准则方程式.【期刊名称】《制冷与空调(四川)》【年(卷),期】2018(032)005【总页数】7页(P476-482)【关键词】翅片管式换热器;数值模拟;高温空气;混合硝酸盐;压力工况【作者】苑中显;刘忠秋;吴波【作者单位】北京工业大学环能学院北京 100124;北京工业大学环能学院北京100124;北京工业大学环能学院北京 100124【正文语种】中文【中图分类】TB657.5;TQ018当前各电厂的发电装机容量与电网容量都是按照最大需求建设,随电网峰谷差日趋增大,必然导致非用电高峰时发电机组的停机或低负荷运行及电网容量浪费。

2012年全国常规燃煤发电机组发电总负荷系数仅为52.1%[1],电网负荷利用系数也小于55%[2]。

储能[3]可大幅提高火电机组实际运行效率,增强电网输电能力。

超临界压缩空气储能系统利用低谷电,将空气压缩并储存在储气罐中,使电能转化为空气的内能存储起来,它解决了常规压缩空气储能系统面临的依靠化石燃料、储能密度低、依靠大型储气室、响应速度慢等问题[4]。

在超临界压缩空气过程中,空气的温度会随之升高,这部分热量如何被有效蓄集具有重要的研究意义[5]。

本文设计出一种翅片管式气-液换热器,可把这部分热量储存在熔融盐中[6]。

翅片式换热器优化设计的探讨

翅片式换热器优化设计的探讨

翅片式换热器优化设计的探讨翅片式换热器(Finned heat exchanger)是一种常见的热交换设备,被广泛应用于各个领域,如汽车发动机、空调系统等。

它通过增加翅片的表面积,提高了传热效率。

本文将探讨翅片式换热器的优化设计,包括翅片结构的优化、流体流动的优化以及材料的选择优化等方面。

首先,翅片结构的优化是提高热交换效率的关键。

传统的翅片结构是直翅片,但随着科技的进步,新型的翅片结构被提出,如波纹翅片、凹凸翅片等。

这些新型翅片结构可以增加翅片与流体之间的传热面积,提高传热效率。

因此,在设计翅片式换热器时,可以根据具体的传热需求选择合适的翅片结构,以实现更高的传热效率。

其次,流体流动的优化也是提高热交换效率的重要因素。

流体在翅片间的流动方式对传热效率有着直接的影响。

通过优化流体流动的路径、速度和分布等参数,可以改善流体在翅片间的流动状态,减小流体的阻力,提高传热效率。

例如,可以在翅片之间设置适当的腔体,引导流体流动,并通过数值模拟和实验验证确定最优设计方案。

另外,材料的选择优化也是翅片式换热器设计的关键。

传统的翅片材料多为铝合金,它具有良好的热导性和轻质化特点。

但在一些特殊工况下,铝合金可能不能满足要求,此时可以选择合适的材料替代。

例如,对于高温、高压的工况,可以选择耐高温合金或陶瓷材料作为翅片材料,以提高耐温性能和耐腐蚀性能。

此外,辅助设备的优化也是翅片式换热器设计中需要考虑的因素。

例如,在冷却系统中,增加风扇的数量和风速可以提高换热器的冷却效果;对于一些特殊工况,还可以考虑使用辅助冷却设备如水喷淋装置或降低冷却剂的温度等。

这些技术措施可以在满足热交换要求的前提下,进一步提高热交换效率。

总之,翅片式换热器的优化设计从翅片结构、流体流动、材料选择以及辅助设备等多个方面入手,以实现更高的传热效率和更好的工作性能。

优化设计的研究不仅需要理论模拟和实验验证,还需要综合考虑具体的应用场景和经济效益。

随着科技的不断进步,翅片式换热器的优化设计将会得到进一步的完善和发展。

波纹开缝翅片管换热器传热与流动性的数值模拟_李军

波纹开缝翅片管换热器传热与流动性的数值模拟_李军

第4期
李 军等:波纹开缝翅片管换热器的传热与流动性的数值模拟
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纹开缝翅片阻力损失系数比平直翅片高 30% ~ 70%,比波纹翅片高 10% ~ 33%。与换热增加相比, 其阻力损失增大相对较小。计算中平板开缝翅片的 压力损失系数比平板平均高 80% ~ 98%,波纹开缝
翅片则比平板翅片高出 50% ~ 70%。综上可见,实 验结果与计算结果较为一致,波纹开缝翅片确是一 种性能较好的翅片结构。
收稿日期:2008-05-05 基金项目:湛江市科技攻关项目(B03095);华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室访问学者基金项目(KF0606) 第一作者:李军(1968-),男,工程师,研究方向为热能工程。 通讯作者:凌长明,Tel:0759-2382174. E-mail:ling-cm@
numerical simulation
紧凑管翅式换热器主要应用于供热、通风、空 调与制冷工业,研究者一直致力于其性能的改进。 影响换热器性能的因素较多,其中的主要因素是热 阻,而换热器的主要热阻来自空气侧,因此,提高 空气侧的换热效率是提高换热器的关键。增加空气 侧的传热系数主要采用的方法有[1]:缩小几何尺寸、 增强流体的紊流强度以及采用间断表面—开缝翅
能量方程
∂ ∂x j
(ρu jT ) =
∂ ∂x j
k ( Cp
∂T ∂x j
)。
其中, ρ 为密度,u 为速度, p 为压力, k 为传热 系数, T 为温度, Cp 为比定压热容。
25.4
25.4
25.4
12 7
12 6
12
a 平板
b 平板开缝
图 1 翅片的形状 Fig.1 Shape of fins

波纹翅片管心偏移条件下空气侧传热流动性能数值研究

波纹翅片管心偏移条件下空气侧传热流动性能数值研究

Nu e i a t y o i i e he tt a s e nd fu d fo m r c lsud f a r sd a r n f r a i w l l
pe f r a e o v n a x ha e de u - fs tc n iins ro m nc fwa y f he te c ng r un r t be o fe o d to i
0 引 言
管翅式换热器广泛地应用于 H A & V C R领域. 一
般来讲 , 空气侧 换 热阻 力 占整 个 换 热器 热 阻 的 8 % 0 左右 , 因此 空 气 侧 性 能 的强 化 历 来 是 研 究 的重 点 .
值模拟 , 计算模型的可靠性通过 实验进行 了考核. 究了单排 波纹 片在不 同管心偏移量下的压降和 研
换 热量 的 变化 规律 , 析 了在 7种 管心偏 移量 和 5个 迎 风 面流 速 下 的 空 气侧 流 动 与换 热 特 性 , 现 分 发
管心向 下游偏 移 2 0m 可 以获得 最 大的换 热 量. . m 关键 词 : 波纹 翅 片 ; 降 ; 热 ; 移 量 ; F 压 换 偏 CD 中图分 类号 : K 2 T 14 文献标 志码 : A
(. t 西安交 通 大学 动力 工程 多相 流 国家 重点 实验 室 ,陕西 西安 704 109; 2 广 东科 龙 空调器 有 限公 司 , 东 顺德 580 ) . 广 23 3 摘 要 : 立 了波纹 翅 片管换 热 器空 气侧 流动传 热 的数 学与 物理模 型 , 用 C D软 件 Fun 进 行 了数 建 并 F let
Vo | 3 No 4 l2 .
Au g. 2 08 0
文章编号 : 0 1 4—17 (0 8 0 — 0 2—0 0 4 8 20 ) 4 07 5

波纹翅片的传热与流动特性研究-调研报告

波纹翅片的传热与流动特性研究-调研报告

课题:波纹翅片的传热与流动特性研究白玉广热能C082课题简介:高效、紧凑式换热器由于在节省能源与材料方面的优越性受到广泛关注。

板翅式换热器作为其中的一种,已广泛应用于石油化工、能源动力、冶金、制冷等工业领域。

板翅式换热器性能主要取决于翅片表面的传热与流动特性。

波纹翅片是板翅式换热器中常用的一种翅片型式,研究其传热与流动特性是一项十分重要而有意义的研究工作。

课题要求:采用数值模拟的方法研究波纹翅片不同结构参数和操作参数对翅片表面传热与流动特性的影响,获得翅片表面性能关联式。

板翅式换热器是在20世纪问世的, 由于其在节省能源与材料方面的优越性,如今在石油化工、能源动力、冶金、制冷、航天等各领域已经获得了广泛的应用。

波纹翅片是这种紧凑换热器中的一种, 它增加了传热面积和扰流的程度。

波纹翅片对传热的强化机理具体如下:平直翅片的流道是一个连续流道, 其传热性能和流体流动特性与流体在圆管内的传热和流动特性相似。

翅片除了扩大传热面积和支撑作用外, 对于促进流体湍动的效果不大。

而波纹翅片是将平直翅片压制成一定的波形, 当流体流过波形表面的凹面时会形成漩涡。

这种漩涡称为 Goertler漩涡。

当流体流过凹进的波纹形表面时这些漩涡成反方向旋转, 产生一种类似于螺旋形流动的流型。

此外, 在下游壁面的凸面会形成局部的流体脱离现象。

这些现象都能使传热得到强化。

而这个强化程度与那些因素有关,是这篇论文重点要探究的。

根据前期的一些调研和分析已经初步找到了思路和方向。

现做如下阐述:王先超 , 水黎明[1]等人,通过对波纹翅片试验数据的分析, 得出了影响波纹翅片传热因子和摩擦因子的因素, 同时把同雷诺数Re下的波纹翅片与矩形翅片、矩形开缝翅片进行了分析比较, 发现:翅片厚度对波纹翅片的 j和 f值影响较小, 但翅片间距即当量直径对波纹翅片 f值影响较大;雷诺数在 400~ 2000范围内, 波纹翅片的传热因子 j是同雷诺数下矩形翅片的 2~ 28倍之间, 阻力因子 f是同雷诺数下矩形翅片的 28~ 4倍;雷诺数在 2000~ 10000范围内, 波纹翅片的传热因子 j是同雷诺数下矩形翅片的 2~ 28倍之间, 阻力因子 f是同雷诺数下矩形翅片的 35~ 4倍;波纹翅片与矩形开缝翅片的 j 值随雷诺数的变化很小, 两者非常接近。

百叶窗翅片圆管换热器肋侧传热和流动特性数值研究

百叶窗翅片圆管换热器肋侧传热和流动特性数值研究

关键词:百叶窗翅片圆管式换热器;换热性能;摩擦因子;数值研究论文类型:应用研究AbstractFin and tube bank heat exchanger has been widely used in industry, transportation, refrigeration, air conditioning and other fields due to the advantages of compact structure and convenient operating. Evaporator and condenser are the main part of the air conditioning system, and their heat transfer performance has a direct impact on the efficiency of air conditioning system. The fin side of fin and tube heat exchanger has large heat transfer resistance. Therefore, improving the heat transfer coefficient of the fin side surface significance.Punching louvered fin on the fin surface of the circular tube bank fin heat exchanger is an efficient method to enhance heat transfer, and which is widely used in the field of air conditioning. When fluid flows through the channel formed by tubes and the louvered fins, the louvers on the fin surface discontinue the development of fluid flow and thermal boundary layer, and then enhance heat transfer. At the same time, fluid flow resistance also increases. To further optimize the louvered fin, a numerical method is used to study the fluid flow and heat transfer characteristics in the channel formed by the circular tubes bank louvered fins.This paper selects the channels which formed by the tube bank and the louvered fins as the computational domain. A reasonable grid system of the computational domain is obtained, and the independence of the numerical results on the grid size is strictly examined. In order to prove the rationality of the numerical method and the validity of the numerical method, the numerical results are compared to the experimental results. After performing above processes, numerical method is used to obtain the fluid flow and heat transfer characteristics in the channels formed by the louvered fins and the channel formed by the plain fin with the same configurations .The various characteristics such as the flow fields on the transversal sections and vertical sections, local heat transfer characteristics on the fin surfaces, the Nusselt number Nu and the pressure drop Δp along the main flow direction are compared. Under different flow rate, comparisons of the flow field and the temperature field and the pressure field between the cases of the louvered fin and the plain fin are performed. Through changing the geometry parameters of the louvered fin such as the louvered angle θ, the louvered pitch L p, the fin pitch F p, the length of louvered reversing area L d, the number of louvered units N, the transversal and the longitudinal tube pitch S, the effects of these parameters on the heat transfer performance in the channel are obtained.The results show that compared the plain fin, the louvered fin destroyed the fluid flow boundary layer, effectively improves the performance of heat transfer, and then heat transfer enhancement are obtained. The geometric parameters of the louvered fin have obvious its fluid flow and heat transfer characteristics. With increasing the louvered pitch, the number ofthe louvered units, and decreasing the tube pitch, Nusselt number increase. With increasing the louvered angle, the louvered pitch, and decreasing the tube pitch, the friction coefficient increase. According to the overall performance factor JF, the region of the parameters studied in this paper: the factor JF of the 1.2 mm fin pitch is the best; when the louver angle is 19°, the louvered pitch is 1.2 mm, the length of the louver direction reversing area is 1.95 mm and the number of the louvered units are 12, the heat transfer performance is better with 1.28 mm fin pitch; when the louver angle is 19°, the heat transfer performance is better with 1.68 mm fin pitch; when the louver angle is 27°, the length of the louver direction reversing area is 1.3 mm and the number of the louvered units are 12, the heat transfer performance is better with 2.10 mm fin pitch. The correlations of the heat exchange factor and the friction factor with Re, the louvered angle θ, the louvered pitch L p, the fin pitch F p, the length of louver direction reversing area L d, the transversal and longitudinal tube pitch S, the number of the louvered units N are provided and are compared with the experimental correlations for using in the design conveniently.Key words:the louvered fin and round tube heat exchanger; heat transfer performance; friction factor; Numerical studies目录摘要 (I)Abstract (III)1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 国内外研究现状以及存在的问题 (2)1.2.1国内外研究现状 (2)1.2.2存在的问题及研究目的 (5)1.3本文的主要工作 (6)2 百叶窗翅片圆管换热器的模型 (7)2.1 圆管百叶窗翅片换热器结构 (7)2.2 圆管百叶窗翅片换热器的参数 (7)2.3 数学模型 (9)2.4 控制方程及边界条件 (10)2.4.1 百叶窗翅片的控制方程 (10)2.4.2 百叶窗翅片的边界条件 (11)2.5 传热和流动参数的定义 (12)3 数值方法 (14)3.1 计算区域变换 (14)3.2 控制方程的变换 (16)3.3 边界条件的转换 (17)3.4 方程建立求解 (18)3.5 速度以及压力项的修正 (19)3.6 速度与压力的耦合 (21)3.7 算法及其收敛判定 (21)4 网格系统 (23)4.1 数值解的网格独立性 (24)4.2 数值方法验证 (24)5 圆管百叶窗翅侧结果分析 (25)5.1 圆管百叶窗翅片与平直翅片的对比分析 (27)5.2 百叶窗翅侧通道内速度、温度以及压力场分布 (29)5.3 百叶窗翅片间距参数变化对圆管百叶窗翅片性能影响 (42)5.4 百叶窗角度参数变化对圆管百叶窗翅片性能影响 (32)5.5 百叶窗换向区长度参数变化对圆管百叶窗翅片性能影响 (36)5.6 百叶窗单元数参数变化对圆管百叶窗翅片性能影响 (38)5.7 百叶窗间距参数变化对圆管百叶窗翅片性能影响 (41)5.8 百叶窗翅片横向管间距参数变化对圆管百叶窗翅片性能影响 (43)5.9 百叶窗翅片纵向间距参数变化对圆管百叶窗翅片性能影响 (44)5.10 圆管百叶窗翅片关联式 (46)结论 (50)致谢 (52)参考文献 (53)附录符号表 (56)攻读学位期间的研究成果 (59)1 绪论1.1 课题研究的背景能源是人类社会发展的基础。

波纹翅片技术论文

波纹翅片技术论文
中国工程热物理学会 学术会议论文
传热传质学
编 号 :0 3 8 2 18
强化翅片适用性分析
( 清华大学T程力学系,传热强化与过程节能教育部重点实验室,北京 1 04 0 8) 0 T l 1) 7 1 1 : a l e :(0 6 8 6 0 E i : 2 m 摘要:提出强化翅片的适用性问题并以管翅式换热器为例进行了讨论,认为管翅式换热器空气侧流路 由三要件所组成,即换热器、换热器外部风路和风机,指出强化翅片的效果不仅与翅片自身的性能有 关而且与外部风路流阻的相对大小有关。 与换热器流阻相比, 外部流阻越大, 采用强化翅片就越有利.
向管距 P 二2. m ( 10 ) . 54 = i 、纵向管距 R m . n =
0 O叩 . d 0 0 g .1 d o
0 1 dg =3e
00 .8
0 7的 =1 d
2. 正三角形管布局) 翅片间隔P二 . 20 m m( 、 。 21 3 。 ( 对应于 11 fn pr ) /2 s i ,翅片厚度 t _ i e n . 01 m ,空气人口压力 P 二11 5 ,空气 . m 5 03 P 2 a
04 .0
图2 和f j 因子随R 的变化 e
0 O g . d e
03 .5
00=1 d 7句
0 1 dg -0e 公 3阳 =1 d
低, 波 角 且 纹 越大,/ 越 j值 小。 f
表示不同外部流阻时翅片波纹角e 对换热量Q的 影响。图中所示换热里对应于单位迎风面积即
迎风速度时风路压降与换热器压降之比,即
入口温度 T 二3 0℃以及管壁温度 T =4 . 0℃。
。0 4
图2 示出不同波纹角0 和f 时j 因子随雷诺数 R 的变化。 为无量纲换热系数, 为 e J f 摩擦系数, 1 越大, 越小, f 翅片性能就 越好.。 0 示 =0 表

通过改进翅片设计强化翅片管换热器的传热

通过改进翅片设计强化翅片管换热器的传热

通过改进翅片设计强化翅片管换热器的传热摘要这篇文章给出了一些仿效翅片管换热器设计的实验信息。

在这个实验中,利用风洞检测了三种不同的翅片(薄板翅片,波纹翅片,混合翅片)。

本文讨论了热交换系数、空气侧的压降,柯尔本系数(j)和相对于风速(1—3 m/s)、雷诺数(600-2000)的风管摩擦系数(f)。

为了能阐明流体流动的现象,实现了流动的可视化,以此观察流体复杂的流动特征。

实验结果显示:波纹翅片相对于薄板翅片来说,压降,换热系数,f系数和j系数分别增加了大约10.9-31.9%,11.8-24.0%,2.2-27.5%和0.5-2.7%。

另外,混合翅片相对于薄板翅片的实验结果显示:压降,换热系数,f系数和j系数分别增加了大约33.5-63.1%,27.0-45.5%,6.9-71.1%和9.4-13.2%。

总之,这个实验结果强烈地支持热交换器采用混合翅片结构。

关键字传热系数,压降,测量,流动显示,换热器,波纹翅片,薄板翅片,混合翅片1.引言合理利用翅片对于提高圆管和薄板翅片换热器的性能是一个非常有效的方法,这种方法被广泛的应用在空调,制冷和工业处理过程的多种设备中。

我们已经知道在小型换热器中的空气流动是非常复杂的,这是翅片和空气流之间的复杂的作用造成的。

传统的翅片管换热器,空气的阻力占据了总的热阻力的90%。

所以,增加表面积经常能有效的提高翅片管换热器的整体性能。

在文献[1]中,薄板翅片管换热器的可用的实验信息已经被提出,评价和对照。

许多关于小型换热器的实验研究已经完成,利用紧凑型换热器加强建立在大范围空气流速上的换热性能和压降的协调性。

关于换热器的最新研究重点在于开发新的不规则表面,因此,翅片型的新的设计标准已经被提出[2-5]。

在文献[3]中Dong et al.用实验的方法研究了翅片间距,高度和长度对波纹翅片和薄板翅片管换热器的热交换性能和压降的影响。

在文献[6]中Metwally and Manglik研究了二维周期性发展的层流和换热,实验在不同波纹比率的正弦型波纹管中进行的。

翅片管传热方面

翅片管传热方面

翅片管传热方面简介翅片管是一种常见的传热设备,广泛应用于许多工业领域。

它通过增加翅片的表面积,提高传热效率,使得热量能够更快速地传递到流体中。

翅片管的传热性能对于许多工艺和设备的运行都非常重要。

本文将详细介绍翅片管的传热原理、设计参数以及优化方法,以帮助读者更好地理解和应用翅片管在传热方面的特点。

传热原理翅片管的传热原理主要依靠翅片的增加表面积和增加对流传热的强度来实现。

翅片管的翅片可以分为两种类型:长翅片和短翅片。

•长翅片:长翅片是将翅片延伸到管道外部,以增加管道的表面积。

通过这种方式,热量能够更大面积地传递到流体中,提高传热效率。

•短翅片:短翅片是将翅片嵌入管道内部,使其与管道壁面贴合。

这种设计可以增加对流传热的强度,使得热量更快速地传递到流体中。

翅片管的传热过程可以分为三个步骤:热传导、对流传热和辐射传热。

•热传导:热传导是指热量通过翅片和管道壁面的传递。

翅片的材料和厚度对于热传导的效果有着重要的影响。

•对流传热:对流传热是指通过流体对翅片和管道壁面进行传热。

流体的流速、流体性质以及翅片的形状和布置方式都会影响对流传热的效果。

•辐射传热:辐射传热是指翅片和管道壁面之间的热辐射传递。

翅片和管道壁面的表面特性对辐射传热的效果有着重要的影响。

设计参数设计翅片管时,需要考虑一些重要的参数,以确保传热效果的最大化。

•翅片高度:翅片的高度决定了翅片的表面积。

较高的翅片能够提供更大的表面积,从而增加传热效率。

但是,翅片高度过大可能会增加流体阻力。

•翅片间距:翅片间距决定了翅片的数量和分布密度。

较小的翅片间距可以增加翅片的数量,从而增加传热表面积。

但是,翅片间距过小可能会导致流体流动受阻。

•翅片厚度:翅片的厚度对翅片的热传导性能有着重要的影响。

较薄的翅片能够更快速地传递热量,但是翅片过薄可能会降低翅片的强度和耐久性。

•翅片材料:翅片的材料应具有良好的热传导性能和耐腐蚀性能。

常用的翅片材料包括铝合金、铜合金和不锈钢等。

波纹翅片的传热与流动特性研究_任务书

波纹翅片的传热与流动特性研究_任务书

过程要求: (提出毕业设计(论文)的周工作进度、工作质量、阶段成果要求。 ) 1、第 3 周~第 4 周:进行外文资料翻译,国内外相关研究成果调研,确定所研究波纹翅
片的几何尺寸的变化范围; 2、第 5 周:编写并提交前期报告; 3、第 6 周~第 7 周:学习 GAMBIT 软件和 FLUENT 软件; 4、第 7 周~第 8 周:对所研究的平直翅片通道和波纹翅片通道进行数学模型建立,网格 生成及边界条件处理; 5、第 9 周:编写并提交中期报告; 6、第 10 周~第 11 周:进行数值模拟计算,分别计算波纹翅片各几何尺寸变化时的翅片 通道的流场和温度场; 7、第 12 周~第 13 周:分析波纹翅片强化换热的物理机理,并得出波纹翅片的流动换热 特性随各几何尺寸的变化规律; 8、第 14 周:编写并提交论文初稿; 9、第 15 周:编写并提交论文终稿; 10、第 16 周:制作答辩用 PPT。 11、第 17 周:进行毕业答辩。
河北工业大学城市学院 2012 届本科毕业设计(论文)任务书
毕业设计(论文)题目:波纹翅片的传热与流动特性研究 适用专业: 热能与动力工程 学生信息:085674、白玉广、热能 C082 指导教师信息:田丽亭、讲师 下达任务日期:2012-2-27 内容要求: (阐明与毕业设计(论文)题目相关、需要通过毕业设计解决、或通过毕业论文 研究的主要问题。 后面应列出建议学生在毕业设计 (论文) 前期研读的重要参考资料 (书目、 论文、手册、标准等) 1、课题简介 高效、 紧凑式换热器由于在节省能源与材料方面的优越性受到广泛关注。 板翅式换热器 作为其中的一种,已广泛应用于石油化工、能源动力、冶金、制冷等工业领域。板翅式换热 器性能主要取决于翅片表面的传热与流动特性。 波纹翅片是板翅式换热器中常用的一种翅片 型式,研究其传热与流动特性是一项十分重要而有意义的研究工作。 2、已知条件 板翅式换热器(阐明与毕业设计(论文)问题解决和研究相关的实验、设计、调研方法和技术 路线。 ) 1、查阅参考资料,确定所研究波纹翅片的几何尺寸的变化范围。 2、利用 GAMBIT 分别建立平直翅片通道和波纹翅片通道的物理模型。 3、采用 FLUENT 对平直翅片通道和波纹翅片通道进行数值求解,分别计算波纹翅片的 翅片高度、翅片间距、翅片波长及波幅变化时的翅片通道的流场和温度场。 4、通过平直翅片和波纹翅片的流动换热特性的比较,分析波纹翅片强化换热的物理机 理,并得出波纹翅片的翅片高度、翅片间距、翅片波长及波幅对翅片通道流动换热特性的影 响规律。

可变热源波纹翅片换热器流动传热特性数值研究

可变热源波纹翅片换热器流动传热特性数值研究

可变热源波纹翅片换热器流动传热特性数值研究
金利强
【期刊名称】《中国科技信息》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】随着科技的进步与发展,现代家居产品的体感舒适性和健康性受到用户越来越多地关注。

传统的灯暖换热器由于灯泡辐射区域小,所带强光对儿童眼睛可能存在辐射伤害,因此家庭浴室较多地从使用灯暖换热器转变为使用舒适性和安全性更好的暖风换热器。

而暖风换热器则基本由PTC(Positive Temperature Coefficient)即正温度系数材料来充当加热元件。

【总页数】5页(P98-102)
【作者】金利强
【作者单位】中国航空工业集团公司中国飞行试验研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ0
【相关文献】
1.板翅式换热器波纹翅片传热特性与流阻分析
2.典型波纹翅片单元流动与传热特性的数值研究
3.开缝翅片换热器三维流动传热特性数值研究
4.平直-波纹翅片椭圆管外空气流动与传热特性的数值研究
5.波纹翅片传热与流动特性数值仿真分析
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波纹翅片管式换热器空气侧传热与阻力性能

波纹翅片管式换热器空气侧传热与阻力性能

文章编号:CAR150波纹翅片管式换热器空气侧传热与阻力性能高飞1陈莹1左建国2李维仲2(1.三洋电机(中国)有限公司大连分公司,大连 116023;2.大连理工大学,大连 116023)摘 要建立了翅片管式换热器空气侧性能评价试验装置,通过试验对采用波纹翅片的1-5列换热器在迎面风速为0.2-8m/s 的范围内的传热与阻力性能进行了分析,考察了列数对其性能的影响。

通过对于实验结果的无量纲化,整理出关于波纹翅片管式换热器在干空气条件下的空气侧换热与阻力特性的试验关联式,并且关联式的各项系数只与换热器的列数有关。

可为翅片管式换热器的设计计算提供参考。

关键词波纹翅片换热器传热关联式AIR SIDE HEAT TRANSFER AND FRICTION CHARACTERISTICS OF CORRUGATED FINNED TUBE HEAT EXCHANGERSGao Fei1Chen Ying1 Zuo Jianguo2 Li Weizhong2(1.SANYO Electric (China) Co. Ltd. Dalian Branch, Dalian 116023;2. Dalian University of Technology, Dalian 116023) Abstract A experiment apparatus is set up for evaluating the finned tube heat exchangers. The heat transfer and friction characteristics of 1-5rows heat exchangers with corrugated fins are analyzed by experiments. The scope of frontal air velocity is from 0.2 to 8 m/s in the experiments. The effect of number of rows on the performance is investigated as well. The correlations of air side friction and heat transfer characteristics are obtained from the dimensionless results of experiments under dry air conditions, and the coefficients of correlations only changed with the number of rows. The results can be used to calculate and design finned tube heat exchangers.Keywords Corrugated fin Heat exchanger Heat transfer Correlation0 前言近年来,在暖通空调领域中改善能源利用率已成为重要课题,翅片管式换热器在这些领域中有着广泛的应用。

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本科毕业设计论文波纹翅片的传热与流动特性研究毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

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作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。

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3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。

4.文字、图表要求:1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印4)图表应绘制于无格子的页面上5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档5.装订顺序1)设计(论文)2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订摘要;近些年来能源与环境问题日益加剧,保护环境、降低能源消耗成为当今世界的主题,因此各行业的学者都肩负减少能耗的重任。

板翅式换热器是在20世纪问世的, 由于其在节省能源与材料方面的优越性,如今在石油化工、能源动力、冶金、制冷、航天等各领域已经获得了广泛的应用。

翅片管换热器在制冷、空调等领域广泛应用。

波纹翅片是这种紧凑式换热器的翅片类型中的一种, 它增加了传热面积和扰流的程度,对换热器的性能有很大的提升。

本文应用FLUENT软件针对波纹翅片管换热器空气侧换热进行数值模拟。

并研究Re数、管排数和管径等参数对空气侧传热和流动特性的影响。

同时对不同尺寸的波纹翅片进行了数值模拟分析并计算出各个模型的换热因子j 和阻力因子f,根据他们的数值判断翅片在该模型下的性能优略。

最后考察了波纹形式、管排、翅片间距、波峰到波谷投射长度和波峰到波谷高度对流动换热性能的影响。

关键词:波纹翅片;数值模拟;换热因子;阻力因子;换热性能study on heat transfer and flow of wavy finsAbstract;In recent years, energy and environmental issues increase, protecting the environment and reducing energy consumption are the themes of the present world.Plate-fin heat exchanger appears in the 20th century ,because of its superiority in terms of saving energy and materials. Now it is used widely in various fields such as petrochemical, Energy and Power, metallurgy, Refrigeration, aerospace,because of its superiority in the saving of energy and materials. Scholars in various industries have to shoulder the heavy task of reducing energy consumption. Fin-and-tube heat exchanger is widely used in refrigeration, air conditioning .The wavy fin is one of fin types on this compact heat exchanger. It increases the heat transfer area and the degree of spoiler, and improves the performance of the heat exchanger greatly.In this paper, FLUENT is used to simulate the wavy fin-and-tube heat exchanger, . Based on these results, the effects of Reynolds number, tube row number, tube diameter and other parameters on air side heat transfer and flow characteristics are studied. At the same time, I have carried out the numerical simulation analysis on different geometric dimensions of the wavy fins,I calculated the heat transfer factor j and resistance factor f of each model. According to their value we can judge the performance of that model. Finally, examine the corrugated form of tube rows, fin spacing, the projected length of the crest to trough and crest to trough height effects on flow and heat transfer performance.Keywords;wavy fins;numerical simulation;heat transfer factor;resistance factor;heat transfer performance目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究背景及意义 (1)1.2 波纹翅片的特点和应用场合 (2)1.3 研究现状 (2)1.4 本文的研究工作 (7)第二章数值模型的建立与计算方法 (8)2.1 概论 (8)2.2 波纹翅片管换热器物理模型立 (8)2.3 相关参数的确定 (9)2.4 物理模型的边界条件及初始条件 (10)2.5 利用数值计算方法简介 (11)2.6 CFD简介 (13)2.7 fluent软件概述及GABBIT简介 (14)2.8 翅片管强化传热的数值解法 (16)第三章数值计算的结果与数据分析 (19)3.1 光滑波纹翅片管翅式换热器 (19)3.2 6排管光滑波纹翅片管翅式换热器数值计算 (20)3.3 几何参数对波纹翅片管翅式换热器的换热阻力性能的影响 (24)总结 (31)参考文献 (31)致谢 (34)第一章绪论1.1课题背景及研究意义板翅式换热器是在20世纪问世的,由于其在节省能源与材料方面的优越性以及具有体积小,重量轻、效率高等突出优点,如今在石油化工、能源动力、冶金、制冷、航空航天、原子能和机械等各领域已经获得了广泛的应用。

并在利用热能、回收余热、节约原料、降低成本以及一些特殊用途上取得了显著的经济效益.板翅式换热器的性能主要取决于翅片表面的传热与流动特性。

波纹翅片是板翅式紧凑换热器中的一种常见的翅片类型,它在增加传热面积和加强扰流方面有很好的表现。

换热器在动力、能源、化工等工业领域中具有重要的地位。

统计显示,在现代化学工业中,换热器投资金额占设备投资的30%,炼油厂占40%[1]左右,海水淡化设备中占比例更高。

因此,换热器的换热性能与公业业发展关系密切。

由于工业领域对换热器设备的不断需求与目前世界范围内能源紧缺之间的矛盾不断恶化,使强化传热技术在工业领域起着重大的作用。

它在上世纪八十年代发展起来,到目前为止,世界各国都在深化传热技术上不断深入研究。

其标是达到在最节省能源的前提下获得较多的能量,保障设备的有效运行。

所以,强化换热技术已经成为当今科学领域中的研究热点。

翅片管的优点:(1)结构紧凑。

由于单位体枳传热而加大,传热能力增大,同样热负荷下与光管相比,翅片管换热器管子少,因面结构紧凑,便于布置。

(2)传热能力强。

与光管相比,传热面积增大2-30倍,传热系数提高。

(3)有效合理利用材料。

可以利用不同材料的特性,自由选用材料。

(4)减少结垢。

传热左比光管小,便于减轻管外表面结垢。

另外,'翅片管受热冷却后,翅片根部垢层断裂,自行脱落。

翅片管的缺点:造价高,流动阻力大。

因此应适当选择造型,降低能量消耗。

本文主要研究的翅片管换热器,它在动力、制冷、空调等工业领域广泛采用。

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