百叶窗式翅片换热器中的耦合传热

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翅片管换热器传热性能及强化分析

得不少成果，如通过增加肋片、增强流体扰流等提高传热能力等等。从早期的铸铁式换热器开始，人们就设法提高肋片的高度，减小肋片的厚度以提高传热能力，但是受制造水平和工艺的影响，肋片的高度和厚度已被限制在一定尺度。随着制造水平和加工工
!""# 年 $! 月刊
艺的提高，发展了各种更高效的肋片。在空调行业中，象光管绕铝翅片、皱折翅片、镶片、轧片、套片、串片等翅片管式换热器渐渐形成了行业的主力产品。随着我国空调行业的成熟，各厂家为了追求更大的利润空间，如何在现有的条件下生产出传热性能更好的翅片管换热器，便成为一个重要的问题。本文通过对现有空调行业中常见的空气处理机用铜管铝串
—— %I—接触效率， /2F=；
JKI 翅片外侧圆管部
换热热阻的降低，同样也可以使换热性能得到提高。分表面积， ,#；如图 = 所
JKI && A)G ;#LMC :! N
（ !///／"5） LM< （ !/）其中，管外径； )G： —— LM—翅片厚度； —— "5—翅片间ｎｎｅｄ－ｔｕｂｅｈｅａｔｉｎｇｅｘｃｈａｎｇｅｒｓ．ｏｖｅｒａｌｌｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｈｅａｔｉｎｇｔｒａｎｓｆｅｒ
:".;290 ｆｉｎｅｄ－ｔｕｂｅｈｅａｔｉｎｇｅｘｃｈａｎｇｅｒ
０
引言人们对换热器的强化传热方法的研究，早已取
中央空调终端产品空气处理机上常用的铜管铝串片结构如图１所示。铜管采用 !!"#$%&，铜管叉如图 *。翅片材质为铝翅片，厚度排，管间距 ’())，和翅片间距各厂家有所不同，此处以大连某空调设

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。

空气冷却器空气侧百叶窗翅片强化传热性能研究

行流空气冷却器如同一个汽车散热器，２个集管由和位于２个集管之间沿水平方向展开的许多扁平微
通道换热管组成，平管外侧由折叠的百叶窗翅片扁
连接。百叶窗翅片以其良好的传热性和紧凑性用于
的换热因子和摩擦因子关联式；．．ａｅｐｒＣＪＤｖｎｏｔ
得到的数据比较，开发一种新型弧形百叶窗翅片，以达到强化传热的目的。
１百叶窗翅片的几何模型及模拟方法
Ｚｐ
图１所示为平行流微通道空气冷却器结构示意
图。超临界００在扁管内流动，通过管壁和翅片的导热
图２百叶窗结构的几何参数
ｏｉｎｎｌｓｏｏｖｒｄｆｈｏｇｕｒｃｌｓｍｕａｉｎＩｓｃｎｌｄｄｔａｈｆｆａｄａｇｅｆｌｕｅｅｉｔｒｕｈｎｍｅｉａｉｌｔｏ．ｔｉｏｃｕｅｈｔｔｅｎｎｃａａｔｒｓｉｓｏｅｔｔａｓｅｎｒｓｕｅｄｏｒｎｒａｅａｄｔｅｍｏｔｉｃｅｅｔｈｒｃｅｉｔｆｈａｒｎｆｒａｄｐｅｓｒｒｐａｅｉｃｅｓｄ。ｎｈｓｎｒｍｎｃｒｔｆｔｅａｅａｅｈａｒｎｆｒａｄｐｅｓｒｒｐｉｕｏ９４ａｄ３２ａｅｏｈｖｒｇｅｔｔａｓｅｎｒｓｕｅｄｏｓｐｔ．７ｎ．ｓｐｒｔｌ．ｅａａｅｙ

百叶窗翅片式散热器性能数值模拟与优化

10.16638/ki.1671-7988.2021.02.021百叶窗翅片式散热器性能数值模拟与优化王维伟，郑再象*，刘龙婷，王辉，王世楠（扬州大学机械工程学院，江苏扬州225009 ）摘要：文章以某百叶窗翅片式散热器为研究对象，取传热因子j、摩擦因子f、综合性能因子JF为量化指标，借助Fluent软件模拟散热器在不同工况下的流场、温度场及压力场分布情况，研究散热器的传热及流阻性能，并通过风洞试验验证仿真结果的可靠性。

结合试验结果设计了一种新型孔状百叶窗翅片散热器，与传统百叶窗翅片散热器相比，传热因子最大提高了14.6%，摩擦因子最大减小了9.8%，综合性能因子提高了9.8%-14%，传热及流阻性能有明显提升。

关键词：孔状翅片；散热器；数值模拟；风洞试验分类号：U464.138.2 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)02-66-04Numerical Simulation and Optimization of Shutter Fin Radiator Performance Wang Weiwei, Zheng Zaixiang*, Liu Longting, Wang Hui, Wang Shinan( School of mechanical engineering, Yangzhou university, Jiangsu Yangzhou 225009 )Abstract: In this paper, a shutter finned radiator is taken as the research object. heat transfer factor j and friction factor f, comprehensive performance factor JF as quantitative indicators, Fluent software was used to simulate the distribution of flow field, temperature field and pressure field of radiator under different working conditions. The performance of heat transfer and flow resistance of radiator is studied, and the reliability of simulation results is verified by wind tunnel test. Combined with the experimental results, a new type of finned louver radiator is designed. Compared with the traditional louver finned radiator, the heat transfer factor increases by 14.6%, the friction factor decreases by 9.8%, the comprehensive performance factor increases by 9.8%-14%, and the heat transfer and flow resistance performance is significantly improved. Keywords: Pore fin; Radiator; Numerical simulation; Wind tunnel testsCLC NO.: U464.138.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)02-66-04前言随着车辆排放标准的不断提高，发动机向着“高功率、低排放、轻量化”的方向发展，发动机转速上升，比功率增大，所产生的热负荷也增加，导致机件强度降低，易发生塑性变形，影响部件的配合间隙，减少零件的使用寿命。

传热一泵耗功率函数法分析百叶窗翅片性能分析

传热一泵耗功率函数法分析百叶窗翅片性能分析
王任远，张敏，王宏～
’ｌ
（南机电高等专科学校，河河南新乡４３０）５００
摘要：对平行流换热器空气侧的百叶窗翅片建立流固耦合的三维模型运用Ｌｍｎｒａｉ方法进行数值模拟，ａ结果表明传热与阻力特性与实验关联式吻合较好；为进一步阐明空气侧的强化传热翅片的性能，用传热一泵耗功率函数法分析了不同的翅片高度、窗翅高度、片厚度和翅片节距等结构参数下的百叶窗翅片性能，到了一组综合性能翅得较好的百叶窗翅片结构参数。关键词：百叶窗翅片；固耦合；流数值模拟；热一泵耗功率函数法传
。
一
１传热一泵耗功率函数比较法】ｎ
：
２０．ｍｍ，＝１２．ｍｍ，Ｆ＝８ｍｍ，ｈ＝６Ｌｍｍ，＝２，８。
传热一泵耗功率比较法的思路是：首先，计算出换热器各传热面表面传热系数ｈａ，和单位传热面积的ｔ泵耗功率Ｅ然后，通道当量直径相同的条件；在下，进行各传热面的性能比较。单位换热面积在单位时间内、单位传热温差下的传热速率，即表面传热系数ｈ流动工质为克服流动阻，力所消耗的功率即泵耗功率，单位传热面积的泵耗功率定义为：
中图分类号：Ｋ７Ｔ１２文献标识码：Ａ文章编号：０８— ０３２１）５— ０１０１０２９（０１ｏ０３ — ４
目前对百叶窗翅片的研究较多，些学者 ¨ 通一过实验验证了百叶窗翅片的传热系数大于光滑平直

热管换热器的两相流模型与耦合传热的研究

热管换热器的两相流模型与耦合传热的研究一、本文概述随着工业技术的快速发展，热管换热器作为一种高效节能的传热设备，在能源、化工、航空航天等领域得到了广泛应用。

热管换热器以其独特的两相流运行机制和优良的传热性能，成为现代传热技术的重要研究方向。

本文旨在深入探讨热管换热器的两相流模型与耦合传热机制，以期为优化热管换热器的设计、提高传热效率提供理论支撑和实践指导。

本文首先将对热管换热器的基本工作原理进行简要介绍，阐述两相流在热管中的流动特性及其对传热性能的影响。

随后，将重点讨论热管换热器的两相流模型，包括流动模型的建立、模型的数值求解方法以及模型的验证与改进等方面。

在此基础上，本文将进一步分析热管换热器中的耦合传热过程，探讨温度场、流场、热阻等因素之间的相互作用及其对传热效率的影响。

通过本文的研究，希望能够揭示热管换热器两相流与耦合传热的内在规律，为热管换热器的优化设计和性能提升提供理论依据。

本文的研究成果也将为其他相关领域的研究提供借鉴和参考，推动传热技术的不断进步和发展。

二、热管换热器两相流模型研究热管换热器作为一种高效的传热设备，其内部涉及到复杂的两相流动和传热过程。

为了更好地理解和优化热管换热器的性能，本研究针对其两相流模型进行了深入的研究。

我们建立了热管换热器的两相流数学模型。

该模型综合考虑了流体的流动特性、相变过程以及热传导等因素。

通过引入适当的控制方程，如质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程，我们成功描述了热管内部液态和汽态工质的流动与传热过程。

接着，我们利用数值计算方法对模型进行了求解。

通过选择合适的数值算法和边界条件，我们得到了热管内部流场和温度场的分布。

分析结果表明，两相流的存在对热管的传热性能有着显著的影响。

特别是在热管的蒸发段和冷凝段，两相流的存在使得传热过程更加复杂，但也有效地提高了热管的传热效率。

我们还对模型进行了实验验证。

通过搭建热管换热器实验平台，我们测量了不同工况下热管的传热性能。

工程机械百叶窗翅片式散热器的多目标优化设计

综合性能评价因子为多目标的优化设计方法．在ＣＦＸ流体分析软件中保证数值仿真方法可靠的前提下，对百叶窗翅片的传热特性和流阻特性进行了计算和分析后，在ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ仿真软件中对百叶窗翅片进行了多目标优化设计．该方法适合百叶窗翅片的多参数结构优化，在散热器外形尺寸一定的情况下，可以提高散热器的散热性能．
ｍｕｌｔｉ－ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ
ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ｈｅａｔ
ｔｒａｎｓｆｅｒ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；
ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｅｒｙ
工程机械发动机的转速和功率高，本身热负荷很大，同时为了满足工程机械ＮＶＨ要求，使得噪声
等振动能量在封闭的发动机舱内也被转化成热量．为了满足工程机械的散热性能需求，高效紧凑的百
ｉｓ
ｐｒｏｐｏｓｅｄ
ｉｎ
ｔｅｒｍｓ
ｏｆ
ｍａｓｓ
ａｎｄ
ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｓ．Ｗｉｔｈｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｆｉｎｈｅａｔ
ｔｒａｎｓｆｅｒａｎｄｆｌｏｗｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
关键词：百叶窗翅片；多目标优化；散热性能；工程机械中图分类号：ＴＨｌ２３，Ｕ
４６４．１３８．２
文献标志码：Ａ
文章编号：１６７２—５５８１（２０１６）０６—０５０８—０７
Ｍｕｌｔｉ－ｏｂｊｅｃｔｉｖｅＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｆｏｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭａｃｈｉｎｅｒｙ
ＲａｄｉａｔｏｒｗｉｔｈＬｏｕｖｅｒｅｄＦｉｎｓ
Ｓ０１ｉｄＷｏｒｋｓＴＭ
ａｒｅ
ａｎｄＡＮＳＹＳ

关于不锈钢翅片管换热器的传热特性探究

关于不锈钢翅片管换热器的传热特性探究摘要：对于换热器来讲，其发展在很大程度上表现为新材料的采用。

由于许多场合存在严重的腐蚀现象，采用的对策一是表面防腐，另一方面就是选用耐蚀新材料。

目前应用的耐蚀新材料主要是金属钛管、哈氏合金、超级双相不锈钢、锆管等。

余热回收换热器作用效果受材料物性、表面积大小，特别是传热管的结构形状、对流换热的组织方式和强度等多方面因素影响。

对换热器用传热管，合理的功能结构不仅在于增加换热面积，更重要的是通过多尺度的结构形状来组织合理的流态，以达到最好散热效果的目的。

关键词：换热器；不锈钢；翅片管1 不锈钢翅片管换热器的特性分析1.1不锈钢翅片管换热器的特点不锈钢通常具有较好的抗 CO 、CO 2 、NO X 、SO 2 等酸性气体腐蚀性能，且价格比铜低。

但不锈钢的导热系数比铜低得多，在换热器中应用必须进行传热强化，在不锈钢管外套翅片是强化传热的一种较好的方式。

散热翅片管的加工工艺是把冷轧钢带用机械缠绕方法，绕在无缝钢管上，然后进行表面镀锌处理。

散热翅片与散热管接触面积广而紧、传热性能好、稳定并且耐腐蚀。

1.2翅片的结构形式目前翅片规格主要有：平片、波纹片和开窗片（桥片）。

开窗片的换热性能比波纹片要好，但容易造成脏堵。

实验结果表明：采用波纹片和开窗片时，空气侧表面传热系数较平片分别增大 20 % 和 60 % 以上，见图 2-2 正弦波纹片与图 2-3 V 型波纹片。

图 2-4 为百叶开窗片，图 2-5 为桥片（双窗口片），凸起的条纹或波纹将翅片表面沿气流方向逐段断开，以阻止翅片表面流动边界层的发展，使气流在各冲条部分形成新的边界层，即不断利用冲条的前缘效应，达到降低空气流动阻力、提高传热效果的目的。

在空气流过平肋片时，肋片表面上形成层流边界层，使传热热阻较大，换热系数低。

波纹型翅片、冲缝翅片都有增加气流扰动的作用，能够破坏翅片表面的边界层，使气流成为紊流，强化了翅片表面的换热能力。

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。

翅片管换热器传热计算

翅片管换热器传热计算摘要：换热器传热壁两侧流体的传热膜系数相差较大时，换热器的总传热系数将主要取决于较小的流体的传热系数，为了提高换热器的传热能力，可在传热膜系数小的一侧加翅片管。

影响翅片管表面强化传热的主要因素是翅片高度、翅片节距以及翅片材料的导热系数等，而翅片管翅根直径、管束的纵向节距和横向节距对翅片侧流体的流动阻力的影响很大。

翅片侧流体通过管排的压力降与翅片管纵向管排数成正比，而当纵向管排数大于4排时，管排数量对传热系数没有明显影响。

关键词：翅片效率；努塞尔数；传热系数；压力降换热器传热壁两侧流体的传热膜系数相差较大时，换热器的总传热系数将主要取决于较小的流体的传热系数。

为了提高换热器的传热能力，可在传热膜系数小的一侧加翅片。

如一侧流体是传热膜系数较小的气体，另一侧是传热膜系数较大的液体，这时就可以在传热膜系数较小的气体一侧加装翅片。

1计算条件一台翅片管换热器，管程走导热油，设计温度278℃。

壳程走空气，温度从20℃升到180℃，空气的流量为60kg/s，壳程的压降控制在600Pa以下。

2计算方法2.1计算翅片管的传热面积和流动通道翅片的表面积翅片之间的管表面积翅片管总表面积A=AF+AW=5242.8589+359.68682=5602.5457 m2由于P＜x，则穿过nt根管的最小流动面积为：Smin=2ntL(x－P3)=2×26×6.8×(0.1369356－0.0917878)=15.964262m22.2计算翅片管的传热系数Vmax=M/(Sminρ)=60/(15.964262×0.9)=4.1759944m/sRe=VmaxDrρ/μ=4.1759944×0.038×0.9/0.000022=6491.7731Pr=cpμ/λ=1021.6×0.000022/0.031=0.7250065由于l/Dr=0.018/0.038=0.47，翅片管为高翅管，则努塞尔数：管排平均传热系数2.3翅片管传热方程管壁温度与流体温度的温差：换热器需要的换热量：Q=MCp(T2-T1)=60×1021.6×(180-20)=9807360 J/sQ计＞Q，换热器满足要求。

车用百叶窗翅片管式换热器对空气侧强化传热作用的研究进展

图1百叶窗翅片结构参数示意图
数值模型发现，一方面换热量随翅片间距F p减小而增大，且随着风速增大其效果越明显。

这是由于翅片间距p减小后，换热面积增大，换热系数增大，导致换热增多。

另一方面随着翅片间距F p减小，空气侧压降逐渐增
大，且随风速增加，压降的上升速度越来越快。

这是由于翅片间距减小F p后，换热面积增大，换热系数增大，导致换热增大。

王任远等[2]对散热器空气侧的百叶窗翅片建立了三维流固耦合的模型，运用Laminar方法进行数值模拟，结果也表明表面换热系数和流体压降会随翅间距F p的增大而减小。

但与徐博与分析原因不同，他认为是当翅间距F p
加后，表面空气流速会减小，流动阻力也会减小，导致翅片表面热边界层增厚，最终使得表空气侧换热系数减小。

朱宇骁等[3]通过仿真模拟，进行实验验证和对比后得出，翅片间距F p=1.1mm时换热性能最佳。

3管排数
秋雨豪等[4]对6种结构参数的换热器进行试验研究，
图2椭圆形百叶窗改进结构示意图
周光辉等[6]采用CFD方法对百叶窗翅片管式换热器阻力特性及传热特性进行了模拟研究，在传统矩形百叶窗的研究基础上，以降低流动阻力、减小流动压降为目的创新性地提出了椭圆形百叶窗翅片，并对其进行了多组通过与经验关联式的反复对比分析，。

车用开孔式百叶窗翅片换热器传热及流阻性能研究

车用开孔式百叶窗翅片换热器传热及流阻性能研究摘要车用平行流换热器是汽车空调系统的重要组成部分，其换热效率的高低关系着汽车空调性能的好坏。

结构紧凑、换热效率高的百叶窗翅片被广泛应用于车用平行流换热器。

本文运用的研究方法为理论分析、实验测试和数值模拟，从百叶窗翅片类型这一角度分析影响传热与流阻性能的结构参数。

建立了传统百叶窗翅片数值模型，结合模拟计算值、经验关联式值、实验值三种结论的对比分析，验证模拟计算方法的可靠性及结果的合理性。

进R e150-450范围而提出了开孔式翅片结构并建立三维数值模型，在雷诺数Lp内，从孔数、孔径、孔的布置方式等方面对其进行传热及流阻性能研究；对比传统百叶窗翅片和开孔式百叶窗翅片，得出开孔式百叶窗翅片流动性能相对较好。

主要结论如下：（1）对传统百叶窗翅片模拟计算值、经验关联式值、实验值进行对比研究，结果表明：传统百叶窗翅片传热因子j三者之间的最大误差为11.9%，摩擦因子f的最大误差为11.3%，三者之间的误差符合误差允许范围，经验证本文建立的模拟模型是可行的。

（2）开孔式百叶窗翅片和传统百叶窗翅片的综合性能对比得出：开孔式百叶窗翅片传热因子j的增幅为 4.16-5.52%；摩擦因子f下降幅度为E提升幅度为8.3-10.97%；因此，开孔式百叶12.38-16.31%，综合性能因子jf窗翅片大大降低了空气侧的流动阻力。

（3）开孔式百叶窗翅片其他结构参数不变的情况下，百叶窗翅片开孔数E提升幅度为为3，孔的当量直径为0.1mm，开孔翅片的综合性能因子jf11.57-16.71%；开3孔的翅片时，孔直线布置比三角形布置的翅片传热效果较好；此外，在相同的当量直径下比较了翅片开圆形孔、正方形孔和正三角E的增幅为形孔的传热性能，开圆孔的翅片传热性能较好，综合性能因子jf5.3-8.6%。

关键词：百叶窗翅片；开孔；传热性能；流阻特性；数值模拟课题来源：河南省产学研合作项目项目编号：152107000007；162107000061Research on heat transfer and thermal resistance performance of open-hole shutter finned heat exchangerfor vehicleAbstractAs an important part of automobile air conditioning system, the parallel flow heat transfer is directly related to the performance of automobile air conditioning. The shutter fin with compact structure and high heat transfer efficiency is widely used in parallel flow heat exchangers for vehicles. In this paper, theoretical analysis, experimental testing and numerical simulation are used to analyze the structural parameters affecting the heat transfer and flow resistance performance from the aspect of the type of louver fins.The numerical model of the traditional louver fin was established, and the reliability and rationality of the simulation calculation method were verified by the comparative analysis of the three conclusions of simulation calculation value, empirical correlation value and experimental value. Furthermore, the open-hole finned structure is proposed and a three-dimensional numerical model is established.The heat transfer and flow resistance performance of the structure are studied from the aspects of the number of holes, the diameter of holes and the arrangement of holes in the range of Reynolds number from 150 to pared with the traditional fin and the open-hole fin, the flow performance of the open-hole shutter fin is better.The main conclusions are as follows:(1)The results show that the simulation value, empirical correlation value and experimental value of traditional louver fins are compared:The maximum error between the traditional louver fin heat transfer factors is 11.9%, and the maximum error between the friction factors is 11.3%. The error between the three factors conforms to the allowable error range, which proves that the simulation model established in this paper is feasible.(2)The comparison of the comprehensive performance between the fin of the open-hole shutter and that of the traditional shutter shows that the heat transfer factor of the fin of the open-hole shutter increases by 4.16-5.52%; Thefriction factor decreased by 12.38-16.31% and the comprehensive performance factor increased by 8.3-10.97%. Therefore, the wing of the open-hole shutter greatly reduces the flow resistance on the air side.(3) Opening type shutter fin other structure under the condition of invariable parameters, the number of openings of the louver fins is 3, the equivalent diameter of the holes is 0.1mm, and the comprehensive performance factor of the opening fins is improved by 11.57-16.71%. When the fins with 3 holes are arranged, the heat transfer effect of the fins with straight holes is better than that of the fins with triangular holes. In addition, with the same equivalent diameter, the heat transfer performance of the fins with round holes, square holes and equal-triangle holes was compared. The heat transfer performance of the fins with round holes was better, and the increase of the comprehensive performance factor was 5.3-8.6%.Keywords: Louver fin; Trepanning; Heat transfer property; Flow resistance characteristics; Numerical simulationProject Source：Industry University Research Project of Henan Province Project Number：152107000007；162107000061目录摘要 (I)目录 (I)主要符号表 (III)1 绪论 (4)1.1课题背景 (4)1.2百叶窗翅片的研究现状 (6)1.2.1国外的研究现状 (6)1.2.2 国内的研究现状 (8)1.3 百叶窗翅片数值模拟的研究方法 (11)1.4 研究的目的与意义 (11)1.5 本文的主要研究内容 (12)2 传统百叶窗翅片模型建立及实验验证 (14)2.1 传统百叶窗翅片物理模型和数学模型的建立与求解 (14)2.1.1 物理模型 (14)2.1.2 数学模型 (16)2.2 数据处理 (17)2.3 网格划分及独立性验证 (19)2.4 传统百叶窗翅片仿真结果及实验验证 (20)2.4.1 实验台及实验方案 (20)2.4.2 实验结果及数据处理 (22)2.5数值计算结果分析 (23)2.5.1 空气侧温度场分析 (23)2.5.2 空气侧速度场分析 (23)2.5.3 空气侧压力场分析 (24)2.6 实验值、模拟值、关联式值三者对比分析 (24)2.7 本章小结 (26)3 开孔式百叶窗翅片传热与流阻特性的数值计算 (27)3.1开孔百叶窗翅片的模型 (27)3.1.1 边界条件与网格划分 (28)3.1.2网格无关性验证 (29)3.2 开孔与传统百叶窗翅片仿真结果的比较 (30)3.2.1 两类百叶窗翅片模型综合性能比较 (30)3.2.2 两类百叶窗翅片模型流线图的对比 (31)3.2.3两类百叶窗翅片模型场协同程度对比分析 (32)3.3两类百叶窗翅片模拟结果对比分析 (32)3.3.1速度场分布 (32)3.3.2 温度场分布 (33)3.3.3 压力场分布 (33)3.4 流动效率对开孔百叶窗传热性能的影响 (34)3.5 热尾流对开孔百叶窗传热性能的影响 (36)3.6本章小结 (36)4 开孔式百叶窗翅片结构参数的优化设计 (38)4.1 翅片开孔数、孔径的优化设计 (38)4.1.1开孔个数、孔径单元翅片模型 (38)4.1.2翅片开孔数、孔径综合性能分析 (39)4.2 翅片结构开孔布置方式的优化设计 (41)4.2.1直线和三角形开孔布置方式的单元翅片模型 (41)4.2.2翅片开孔布置方式综合性能分析 (41)4.3 翅片结构开孔形状的优化设计 (43)4.3.1不同开孔形状的单元翅片模型 (43)4.3.2翅片开孔形状的综合性能分析 (44)4.4 本章小结 (46)5 结论与展望 (47)5.1 总结 (47)5.2 展望 (48)参考文献 (49)附录：攻读硕士学位期间取得的研究成果 (52)致谢 (53)主要符号表P L 百叶窗间距（mm ）Pr 普朗特数 1L 百叶窗长度（mm ）Nu 努谢尔特数 h F 翅片高度（mm ）a ρ 密度（3/m kg ） d F 翅片长度（mm ）μ 动力粘度系数（s Pa ⋅） P F 翅片间距（mm ）h 焓值（kg J /） θ 百叶窗角度（°）A 换热面积（2m ） 1S 入口翅片长度（mm ）ν 比容（kg m /3） 2S 转向区长度（mm ）L 流道长度（m ） 3S 出口翅片长度（mm ）de 模型的当量直径（m ） δ 翅片厚度（mm ）a u 速度（s m /） W T 扁管宽度（mm ）a λ 导热系数（)/(K m W ⋅） t δ 扁管厚度（mm ）a h 翅片表面换热系（)/(2K m W ⋅） d T 扁管长度（mm ）j 传热因子 P T 扁管间距（mm ）f 摩擦因子 LP Re 雷诺数JF E 综合性能评价因子 Pa C 定压比热容（)/(K kg J ⋅）T 温度（K ） α 平均流动角度（°）ϕ 流动效率1 绪论1.1课题背景21世纪是新中国经济高速增长的阶段，经济社会的迅猛发展，使得汽车的产销量和需求量也随之增多。

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百叶窗翅片圆管换热器肋侧传热和流动特性数值研究摘要：百叶窗翅片圆管换热器被广泛应用于许多工业领域，对其传热和流动特性的研究具有重要意义。

本文通过数值模拟的方法，对百叶窗翅片圆管换热器的肋侧传热和流动特性进行了研究。

通过计算流体力学（CFD）模拟，针对不同的流体和几何参数，分析了肋片高度、肋片间距、肋片角度和入口速度等因素对换热性能和压降特性的影响。

研究结果表明，肋片高度和肋片间距对换热性能具有显著影响，随着肋片高度和肋片间距的增加，换热能力提高；肋片角度对换热性能和压降特性也有一定的影响，适当的肋片角度可以提高换热效果并降低压降；而入口速度对换热性能和压降特性的影响较小。

本研究结果为百叶窗翅片圆管换热器的设计和优化提供了一定的理论依据。

关键词：百叶窗翅片圆管换热器；肋侧传热；流动特性；数值模拟1. 引言百叶窗翅片圆管换热器是一种传热效率较高的换热设备，广泛应用于空调系统、工业生产过程中的热交换和回收等领域。

其性能的优劣直接影响着系统的能效和运行效果。

因此，对百叶窗翅片圆管换热器的性能进行深入研究具有重要意义。

2. 数值模拟方法本研究采用计算流体力学（CFD）方法对百叶窗翅片圆管换热器进行数值模拟。

首先，采用CAD软件建立三维模型，然后利用网格生成工具对模型进行网格划分，得到计算域。

接下来，根据换热器的几何和工况参数，设置边界条件和模拟参数，并进行求解计算。

最后，通过后处理得到换热器内的流动和传热特性。

3. 结果与分析3.1 肋片高度和肋片间距对换热性能的影响通过数值模拟计算，得到了不同肋片高度和肋片间距条件下的换热性能。

结果显示，随着肋片高度的增加，换热性能也相应提高；当肋片间距适当增加时，换热性能也有所改善。

这是因为较高的肋片可以增加管壁与流体之间的接触面积，从而提高热交换效率。

而较大的肋片间距可以减小换热器内的压降，改善流动性能。

3.2 肋片角度对换热性能和压降特性的影响数值模拟结果显示，肋片角度对换热性能和压降特性也有一定的影响。

百叶窗翅片管换热器空气侧流动换热的三维数值模拟

百叶窗翅片管换热器空气侧流动换热的三维数值模拟摘要本文利用FLUENT软件模拟了百叶窗翅片管换热器空气侧流动和传热过程,根据百叶窗翅片倾角(0°,10°,14°,20°,25°,30°)的不同,建立了6个几何模型,定性分析了倾角为30°时的翅片表面温度场分布、压力场分布和速度场分布;同时比较了不同倾角对流动换热性能的影响。

关键词换热;百叶窗翅片;数值模拟0 引言换热器在工业中有着广泛的应用,如制冷、能源、化工、航空航天等等工业都需要用到换热器。

采用紧凑、高效的换热器,不仅可使整个装置的尺寸重量减小,而且由于装置的功耗减少,可降低整个系统能耗比。

因此研究各种高效、紧凑的换热器具有重要意义[1]。

圆管百叶窗翅片管换热器是一种新型高效的紧凑式换热器。

而研究发现,最普通的平直翅片管换热器管内热阻、铜管与翅片的接触热阻、管外空气侧的热阻比为2∶1∶7[2]。

管外翅片换热仍然是制约换热器效能的主要因素。

因此,强化空气侧的换热成了翅片管换热器强化传热的重要问题。

1998年, 对17个不同结构的百叶窗翅片管式换热器进行了实验研究[3];本文利用软件FLUENT软件模拟了双排(叉排)百叶窗翅片管换热器空气流动和传热过程,获得了翅片表面温度场分布、压力场分布和速度场分布。

1 模型的建立及网格的划分为实现对圆管百叶窗翅片管换热器的三维数值模拟,对实验条件进行适当简化,根据物理模型结构尺寸的对称性,本文所取的计算区域如图2所示,取连续空间中的以翅片为中心的空间为计算区域,计算区域的长度为40mm,高度为翅片间距2.8mm,宽度为横向管距的一半12mm。

设定其边界类型和流体类型如下,进口为速度入口,出口为自由压力出口,管壁为恒温边界条件,翅片面为耦合计算壁面,外壁边界为对称性边界条件,内壁边界为恒温边界条件,流体为空气(设为理想气体)。

采用3D标准层流模型进行求解,计算在管外进行,压力——速度耦合采用SIMPLEC方法[2],动量方程和能量方程均采用二阶迎风差分格式[2],翅片表面温度采用常温的方式计算。

百叶窗翅片结构对中冷器传热特性的影响与优化

百叶窗翅片结构对中冷器传热特性的影响与优化张斌;黄富霞【摘要】百叶窗翅片几何形状、尺寸对中冷器的传热与流阻特性均有较大影响,其主要参数是百叶窗开窗角度、百叶窗间距与百叶窗厚度.由于多参数优化研究存在一定难度,为简化计算难度和计算时间,以某一款散热器百叶窗为研究对象,维持其原本的开窗角度与相关的参数不变,只对其开窗间距lP和翅片厚度σ展开研究,分别选取4组不同的窗间距,3组不同的翅片厚度研究其在6种不同流速工况下的传热系数与进出口压降变化.利用CFD数值仿真计算方法,仿真结果显示开窗间距为1.8 mm,翅片厚度为0.16 mm时中冷器换热与流阻性能较好.对比分析原模型与优化模型仿真结果,发现优化后模型整体性能显著提高.【期刊名称】《贵州科学》【年(卷),期】2018(036)006【总页数】6页(P94-99)【关键词】百叶窗翅片;中冷器;传热;流阻;优化设计【作者】张斌;黄富霞【作者单位】贵航股份永红散热器公司,贵州贵阳550000;贵州大学机械工程学院,贵州贵阳550000【正文语种】中文【中图分类】U464.1380 引言中冷技术是与涡轮增压技术一起发展起来的，旨在改善发动机的工作状况，从而使车辆使用变得高效、节油、安全。

中冷器是汽车冷却系统的一部分，其本质为一热量交换器，衡量其性能的关键指标是换热特性和阻力特性，其散热带翅片上的百叶窗的结构和尺寸又是影响中冷器流动换热性能的主要因素。

根据已经发表的研究成果，其中百叶窗的开窗角度、开窗间距和翅片厚度是影响中冷器性能的三个重要参数。

文献[1]对几组不同开窗角度的百叶窗翅片进行仿真研究，发现随着开窗角度的增大，传热与流阻特性也会随之增强，但角度增加到28℃～30℃不再出现明显变化。

文献[2]对4种不同开窗角度的百叶窗翅片的传热特性和阻力特性进行研究，发现开窗角度的增大会使压降增大。

Rich et al[3]等人通过做实验对16种不同翅片结构进行研究，研究结果表明翅片间距对换热性能有很大的影响。

百叶窗翅片圆管换热器肋侧层流流动特性与传热特性数值研究

百叶窗翅片圆管换热器肋侧层流流动特性与传热特性数值研究百叶窗翅片圆管换热器肋侧层流流动特性与传热特性数值研究摘要：百叶窗翅片圆管换热器是一种常见的换热设备，被广泛应用于多个领域。

本文通过数值模拟的方法，研究了百叶窗翅片圆管换热器在肋侧层流流动条件下的流动特性和传热特性。

通过改变翅片形状和尺寸以及壁面温度条件等参数，分析了这些因素对换热器性能的影响。

研究结果表明，在一定的流量条件下，翅片形状和尺寸对换热器的传热效果有着明显的影响，同时壁面温度的升高也会提高传热效率。

1. 引言百叶窗翅片圆管换热器是一种重要的换热设备，在空气调节、冷却系统和热能回收等领域得到了广泛的应用。

其结构简单，性能稳定，换热效果良好，在节能和环保方面具备了很大的潜力。

2. 数值模拟方法本文采用计算流体力学（CFD）方法对百叶窗翅片圆管换热器进行数值模拟。

通过建立合适的几何模型和流动场模型，引入Navier-Stokes方程和能量方程，利用计算机仿真得到流动场和温度场的分布情况。

3. 模型建立和仿真参数为了研究百叶窗翅片圆管换热器的肋侧层流流动特性和传热特性，本文选取了一种典型的百叶窗翅片圆管结构，并设定了合适的尺寸和边界条件。

模型中考虑了肋片形状、肋间距和肋片高度等参数对换热器性能的影响，并将其化简为一维问题进行数值计算。

4. 结果分析通过数值模拟得到的流动场和温度场数据，可以得知不同参数对翅片换热器性能的影响规律。

在固定流量和壁面温度条件下，增加翅片高度和肋间距会增加流动阻力，但也会提高传热效果。

此外，改变壁面温度的变化幅度，也会对传热特性产生很大的影响。

5. 结论本文通过数值模拟的方法，研究了百叶窗翅片圆管换热器的肋侧层流流动特性和传热特性。

研究结果表明，翅片形状和尺寸以及壁面温度是影响换热器性能的重要因素。

合理调整这些参数可以提高百叶窗翅片圆管换热器的传热效率和性能稳定性，为其在实际应用中的优化设计提供了理论依据。

6. 展望虽然本文通过数值模拟研究了百叶窗翅片圆管换热器的肋侧层流流动特性和传热特性，但仍存在一些不足之处。

紧凑型百叶窗翅片管换热器的传热

紧凑型百叶窗翅片管换热器的传热紧凑型百叶窗翅片管换热器是一种高效的传热设备，它采用了紧
凑型排列方式和百叶窗翅片结构，从而提高了传热效率。

在这种换热器中，流体通过百叶窗翅片管，随着翅片的不断变化，流动的速度和方向被不断分散和改变，从而增大了与管壁间的传热面积，提高了传热效率。

同时，紧凑型排列方式也将换热器的体积缩小，使得相同的传热
量可以在更小的空间内完成，节省了空间并降低了成本。

总的来说，紧凑型百叶窗翅片管换热器在传热方面具有很高的效率，能够广泛应用于化工、电力、制药等领域，为生产和生活带来了
便利和效益。

斜针形百叶窗翅片传热及流阻特性的数值研究

斜针形百叶窗翅片传热及流阻特性的数值研究陈金友; 杨林; 漆波【期刊名称】《《农业装备与车辆工程》》【年(卷),期】2019(057)011【总页数】5页(P7-11)【关键词】斜针形; 耦合传热; 数值计算【作者】陈金友; 杨林; 漆波【作者单位】421002 湖南省衡阳市湖南财经工业职业技术学院; 421002 湖南省衡阳市南华大学【正文语种】中文【中图分类】TK1240 引言百叶窗翅片式换热器作为一种高效换热设备被广泛应用于汽车、空调等行业，如汽车发动机散热器、空调用蒸发器和冷凝器等。

由于在流体运动的方向上，百叶窗翅片将整个流体区域分隔为许多等间距的流道，并与翅片形成一定的夹角，这样在流体流过百叶窗翅片时，流体边界层的发展受到抑制，其边界层的厚度减小，受窗翅角的影响，近壁处流体的扰流得到增强，从而实现强化传热，也正是百叶窗翅片的这种结构，决定了其存在不易清洗和藏垢的缺点，限制其在一些特殊场合的应用。

目前，国内外学者通过实验和数值计算的方法对百叶窗翅片式换热器的流动和传热性能进行了大量的研究工作。

Kim M H[1]，Chang[2-3]和Webb[4-5]分别通过实验得到了较为准确的描述换热特性和阻力的经验关联式；Hsieh[6]建立了18种不同结构参数的计算模型，并运用Taguchi 方法对翅片间距、翅片厚度、窗翅角等8 种结构参数进行了综合分析，发现翅片管外径、横向管间距和翅片间距3 个参数对百叶窗翅片管换热器的换热性能影响最大；Han H[7]对百叶窗翅片椭圆形扁管和圆形扁管进行了深入的分析，得到了椭圆管不仅可以提高换热能力，相较于圆管其压降能降低22%～31.8%的结论；Ryu K[8]等对波纹形百叶窗翅片的结构参数进行了优化，并对Suga-Aoki 的计算关联式进行了修正，在雷诺数为0～500 范围内，其偏差控制在3.8%。

Joen C T[9]在风洞试验和数值模拟相结合的基础上，引入了参数ξ 来评价j，f 因子，并指出在雷诺数为200～300 范围内流体的流动为非定常流动。