600kW冷卻器傳熱效率研究.pdf

1、我國(guó)單位GDP能耗相比其他發(fā)達(dá)國(guó)家高達(dá)三倍之多，節(jié)能減排對(duì)于調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式至關(guān)重要。作為能源行業(yè)節(jié)能減排最重要設(shè)備之一的換熱器是一種在不同溫度的流體間實(shí)現(xiàn)熱量傳遞的節(jié)能設(shè)備，是使流體溫度滿足工廠生產(chǎn)要求的一種設(shè)備，同時(shí)它也是一種降低能源消耗的關(guān)鍵設(shè)備。隨著能源行業(yè)對(duì)換熱器的冷卻容量要求越來(lái)越大，如何提升單位體積換熱器的冷卻容量，即提升換熱效率成為企業(yè)面臨的一大問(wèn)題，對(duì)換熱效率的研究有助于企業(yè)生產(chǎn)出高效、緊湊的換熱器以

2、滿足實(shí)際的換熱需求。
　　本文所研究的F型和P型換熱器用于HVDC特高壓直流輸變電工程中變壓器油的冷卻，它包括風(fēng)機(jī)、換熱管和翅片三大部分，其中風(fēng)機(jī)的直徑增大、轉(zhuǎn)速提高都會(huì)直接提升換熱量，但同時(shí)會(huì)帶來(lái)噪聲問(wèn)題。為了在不增加電機(jī)轉(zhuǎn)速和油泵功率的情況下達(dá)到600kW以上的換熱量要求，就需要提高冷卻器的換熱量，必須對(duì)換熱效率的提升進(jìn)行研究。從熱阻的組成比例來(lái)看，空氣和翅片間的熱阻占冷卻器所有熱阻約70％左右，這就使得翅片傳熱效率的提升變得

3、非常重要。
　　本文基于邊界層理論、湍流模型等流體力學(xué)理論基礎(chǔ)，在Gambit軟件中對(duì)本單位開(kāi)發(fā)的不同表面形式六款翅片的截面形狀建立二維模型；并運(yùn)用仿真軟件 Fluent對(duì)這些翅片進(jìn)行了數(shù)值模擬與仿真對(duì)比研究，得到迎面風(fēng)速、風(fēng)壓降和換熱系數(shù)之間的變化規(guī)律；采用j/f1/2、j/f兩種綜合評(píng)價(jià)準(zhǔn)則對(duì)六種翅片的綜合傳熱性能進(jìn)行評(píng)價(jià)；以分段性能研究方法對(duì)不同翅片的局部流動(dòng)換熱特性進(jìn)行分析，得到不同翅片壓降、換熱性能產(chǎn)生差異的原因。數(shù)值模

4、擬分析得到結(jié)論為：開(kāi)窗片和橋片的壓力降最高、換熱系數(shù)最大，平片的換熱系數(shù)最低而壓降最小，金字塔形麻點(diǎn)片的綜合性能最優(yōu)。最后，利用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)驗(yàn)證了波紋片和麻點(diǎn)片的阻力特性及換熱系數(shù)變化規(guī)律，并對(duì)采用麻點(diǎn)片的P型冷卻器進(jìn)行了600kW的冷卻容量型式試驗(yàn)。
　　P型冷卻器采用綜合評(píng)價(jià)系數(shù)最高的金字塔形麻點(diǎn)翅片，在風(fēng)機(jī)噪聲、泵功與原來(lái)采用平直翅片的F型冷卻器維持一致的情況下，冷卻容量相比于后者約提高了15%左右，從而為600kW冷卻器提供了