幾種常見翅片通道內(nèi)流動與傳熱的數(shù)值模擬.pdf

1、板翅式換熱器具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高的特點，被廣泛應(yīng)用在汽車、航空、空分等領(lǐng)域。利用經(jīng)實驗驗證的CFD模型來揭示狹小翅片通道內(nèi)局部流動、傳熱特性，對優(yōu)化翅片結(jié)構(gòu)、開發(fā)新型翅片有實際應(yīng)用價值。
　　本文針對平直、鋸齒、波紋翅片通道內(nèi)流動的特點，選擇合適的低雷諾數(shù)湍流模型并結(jié)合湍流普朗特數(shù)模型，建立了準確計算翅片性能的三維數(shù)值模型。通過以上兩個改進措施，使得平直翅片的計算j因子的平均絕對誤差從17.94％降到6.93%，提高了計算精度。同

2、時通過計算發(fā)現(xiàn)翅片中心處與進口流體溫差較上（下）蓋板與進口流體的溫差低5-18%，忽略翅片縱向?qū)峄驅(qū)⒛Ｐ秃喕癁槎S流動會帶來誤差。針對18種不同幾何結(jié)構(gòu)的平直翅片進行數(shù)值模擬，得到翅片性能關(guān)聯(lián)式，該關(guān)聯(lián)式較日本神鋼“ALEX”性能曲線有更高的精度。
　　在驗證鋸齒形翅片數(shù)值模型正確性的基礎(chǔ)上，探究了雷諾數(shù)、翅片厚度、翅片節(jié)距、翅片高度等參數(shù)對流動、傳熱的影響；其中翅片厚度和翅片節(jié)距對性能影響較大。隨著翅片厚度增加，在迎風面后側(cè)會

3、形成對稱的渦流區(qū)域，使壓降增大而對強化傳熱效果不明顯；減小翅片節(jié)距，破壞鋸齒形翅片通道內(nèi)溫度邊界層和速度邊界層更頻繁，傳熱系數(shù)和壓降均增大。
　　通過與實驗數(shù)據(jù)對比，驗證了計算波紋翅片通道性能的數(shù)值模型的正確性，并比較了在不同雷諾數(shù)下翅片通道內(nèi)的流動狀態(tài)。在低雷諾數(shù)區(qū)域流體流動與平直翅片相似；隨著雷諾數(shù)增大，流體在波峰、波谷處形成渦流區(qū)域，使壁面區(qū)域流體與主體流體發(fā)生混合，強化傳熱過程。在縱向方向上，靠近上下蓋板區(qū)域存在對稱的Ta