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| 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。翅片管换热器在制冷、空调等领域广泛应用。它是空调器的重要部件,研究翅片管换热器有利于提高换热效率,强化换热。由于波纹翅片管换热器内部流场复杂,使得实验结果局限于整体换热特性的分析,换热器内部的流场分析受到限制。采用计算流体动力学(CFD)方法对波纹翅片管换热器的温度场、速度场、压力场等进行模拟,可以直观地了解其内部流场的形态,降低实验经费,缩短研究时间。本文应用FLUENT软件针对波纹翅片管换热器空气侧对流-导热耦合换热进行数值模拟,并通过实验进行验证。在此基础上,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。结果表明管排数一定时,Re数增加,换热系数和流动阻力增大。Re数较小时,空气侧平均换热系数随管排数的增加依次减小；Re数较大时,多排管的空气侧换热系数大于单排管的空气侧换热系数。文中还分析了空气侧温度场、流场、局部阻力和局部热流密度等分布规律。另外,考虑到波纹翅片管换热器换热方面的劣势,即翅片管尾部区域换热效果较差,在适当位置开缝处理,加装矩形翼。利用场协同原理分析速度场和温度场的协同关系,与无矩形翼的波纹翅片管换热器空气侧平均场协同角进行比较,从速度场和温度场相互配合的角度审视对流换热机制。 |
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