梭形百叶窗结构内传热强化数值分析

提出一种新型百叶窗结构—梭形百叶窗,它与一般的矩形百叶窗结构相比,流道从翅片中间截面到管连接处逐渐变宽,有较多流体冲刷管壁表面,增加管壁附近流体温度梯度,从而使传热增强。同时降低了流体流动阻力。具有较好的流动和传热性能。应用FLUENT软件对两种百叶窗结构下空气的流场、温度场和压力场进行了CFD研究,分析不同Re数对换热和流动性能的影响。     

波纹翅片开设涡发生器强化传热数值模拟

在波纹翅片上开设矩形翼和组合翼纵向涡发生器,采用数值模拟的方法分析其强化换热特性,分析辅翼的几何尺寸,包括辅翼攻角、长度和宽度等对换热增强比Nu/Nu_0以及综合强化换热因子(Nu/Nu_0)/(f/f_0)~(1/3)的影响。结果发现:矩形翼和组合翼能显著增强波纹翅片的对流换热;由于开设纵向涡发生器后使流动阻力增加,综合强化换热因子小于换热增强比;组合翼的换热增强比和综合强化换热因子均大于矩形翼;对于组合翼,随着辅翼攻角、辅翼长度或辅翼宽度的增加,换热增强比和综合强化换热因子均增加。     

变角度百叶窗翅片的数值模拟和性能分析

为研究变角度百叶窗结构对平行流蒸发器换热性能的影响,文中建立了一种均匀角度百叶窗和两种变角度百叶窗的计算模型;采用fluent软件数值模拟了空气侧的传热和流动过程,得到了百叶窗翅片的速度场、温度场及压力场;将数值模拟结果与相关文献实验关联式结果进行对比,验证了数值模拟的可行性,分析了迎面风速对换热和压降特性的影响;并利用公式j/f1/3,比较了三种翅片的综合性能,发现变角度百叶窗翅片综合性能优于均匀角度百叶窗翅片。     

较高雷诺数下百叶窗翅片倾斜角对传热的影响

本文建立了一种百叶窗翅片的二维模型,并使用ANSYS Fluent对较高雷诺数下百叶窗翅片的不同倾斜角度对流体流动和传热的影响进行了研究.结果表明,在翅片倾斜角等于33°时,努塞尔数达到最大值,翅片的传热性能最好,在相同雷诺数下,压降随倾斜角度的增加不断增大.在相同的倾斜角度下,雷诺数增加,努塞尔数增大,但同时压降也会变大.通过相同泵功下的换热量来衡量百叶窗翅片的综合性能,得到在倾斜角为19°时,翅片的综合效能最高。     

基于共轭传热的百叶窗翅片换热器操作参数优化设计

在共轭传热的基础上,利用三维数值分析软件对百叶窗翅片换热器操作参数进行优化设计,从1000个样本点中选出使Nu数最大、阻力因子f最小的最优工况点:进口速度3.5 m/s、进口温度303.12 K、扁管温度为336.14 K。此时阻力因子f为0.61353、Nu数为46.46。与原工况相比阻力因子f减小17.73%,Nu数提高31.05%。     

连续变攻角百叶窗翅片的传热及流动特性

为获得较好性能的强化传热翅片,在百叶窗翅片的基础上,提出4种不同连续递增或递减攻角的百叶窗翅片,并对其传热及流动特性进行研究。不同翅片的攻角分别为:LF1+2°(22°,24°,26°,28°,30°,28°,26°,24°,22°),LF2+3°(18°,21°,24°,27°,30°,27°,24°,21°,18°),LF3 0°(攻角均为30°),LF4-3°(30°,27°,24°,21°,18°,21°,24°,27°,30°),LF5-2°(30°,28°,26°,24°,22°,24°,26°,28°,30°)。计算结果显示,虽然连续变攻角百叶窗翅片的换热性能略低于固定攻角的百叶窗翅片,但其流动阻力大大降低,综合性能更好。说明在相同的压降下,连续变攻角百叶窗翅片的换热性能更好。在Re=408~1230时,LF2和LF4的综合性能最好。     

一种错列布孔型百叶窗翅片换热器的数值模拟

提出一种错列布孔型百叶窗翅片结构,通过CFD方法对其进行模拟计算,得到翅片的换热因子及阻力因子随雷诺数的变化规律,且通过试验和经验公式的方式分别进行了验证.将其与传统百叶窗结构的性能进行比较,结果发现:这种错列布孔结构的翅片在雷诺数150～400时,换热因子较传统百叶窗翅片提高了10％～24％,阻力因子提高了1％ ～2...     

百叶窗翅片管传热流动特性数值模拟与优化设计

本文通过数值模拟的方法探究了百叶窗翅片开窗角度α、开窗宽度L_w对翅片管传热流动性能的影响,结果表明,平均Nu数在33.45～43.41之间变化,阻力系数f在1.13～2.44之间变化。结合神经网络训练及遗传算法,选取了开窗角度α、开窗宽度L_w以及翅片间距L_p为优化参数,设计综合性能最优的百叶窗翅片结构。遗传算法优化后得到的翅片管(开窗角度为24.40°,开窗宽度为1.21 mm,翅片间距为1.43 mm)其平均Nu数为39.01,f为1.61。     

强化翅片适用性分析

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。     

穿孔翅片的强化传热和流动阻力研究

穿孔翅片是一种高效换热表面.它对于提高空气冷凝器、回热器等的性能具有实际意义。但在发表的文献中,通常把穿孔翅片的传热过程简化成单纯的对流系统,并未注重它的传热实为传导-对流系统这一基本事实,即没有研究穿孔翅片效率的变化及其影响。本文在传导-对流系统下进一步研究穿孔翅片的强化传热及流动阻力并分析比较     

车用散热器百叶窗翅片结构仿真优化

随着现代发动机技术的进步,发动机功率和性能的提升,也对发动机散热器提出了更高的要求。在兼备良好的散热性能和稳定性的同时,更要求散热器结构紧凑,以实现轻型化。通过对车用发动机管带式散热器的局部翅片和整体散热器进行三维建模,分析百叶窗翅片角度、翅片波距、翅片波高对空气侧压降影响,并对影响散热器散热性能主要因素进行分析。然后采用了多孔介质代替翅片的方法,模拟整体散热器的散热性能,并对比实验结果验证仿真模型准确性。最后拟合仿真数据的总传热系数和空气侧压降系数,建立粒子群算法优化数学模型。在不改变散热器外形尺寸和空气侧压降符合设计标准的情况下,优化散热器的翅片结构。翅片结构优化后,空气侧压降基本不变,散热量提升了11.6%。     

圆翅片叉排热管散热器流动和传热特性数值分析

文中针对三维坐标系下,圆翅片叉排热管散热器的流动和传热特性进行数值模拟研究。分析了三个主要影响因素:翅片间距、翅片厚度和排间距对平均换热系数、流动摩擦系数和热阻的影响。翅片间距分别为6mm、7mm和8mm,翅片厚度分别为0.8mm、1mm和1.2mm,排间距分别为21.7mm、23mm和24.3mm。模拟结果表明:随着迎面风速增加,摩擦系数减小,传热热阻减小;随着翅片厚度的增加,摩擦系数减小、换热能力增强,热阻在大Re时增大明显。随着翅片间距的增大,摩擦系数增大,换热能力提高,热阻增大;随着排间距的增大,摩擦系数在正三角形管排布时的值上下变动,且只有排间距显著增大时,换热能力和热阻才会增大。     

椭圆形和圆形翅片管流动与传热的数值研究

对椭圆管椭圆翅片间的流动与传热规律进行了三维数值研究,分析了不同翅片间距、迎面风速对表面换热系数和流动阻力的影响;与具有相同结构参数(相同的基管当量直径和翅片厚度、表面积)的圆管圆翅片进行比较表明,在相同条件下,两者的表面换热系数相差不大,但椭圆管椭圆翅片间流动阻力却有明显的减小.场协同分析表明,翅片迎风侧的换热要优于背风侧;通过适当增加迎风侧翅片面积,减小背风侧翅片面积,可以在强化换热的同时,减小流动阻力.     

扁平管交错蛇形短翅片强化传热的研究

针对火电空冷凝汽器采用的扁平管蛇形翅片长度较大,空气在翅片间流动对强化传热的效果受到边界层发展抑制的缺陷,根据锯齿翅片通过破坏边界层发展强化传热的思想,提出一种扁平管交错蛇形短翅片结构。实验结果表明,扁平管交错蛇形短翅片的传热性能优于原有结构,在不同雷诺数Re范围,努塞尔数Nu增加了1.4%～16%;同时空气侧流动阻力也明显增加,摩擦系数f增加了18%～45%。由综合评价指标PEC也可以得到,扁平管交错蛇形翅片有效地强化了空气侧的换热。     

冲孔球凸/球凹翅片强化传热研究

为了提高多孔翅片的换热性能,本文提出了新型冲孔球凸/球凹翅片结构。采用数值模拟方法对其流动传热特性进行研究,并对冲孔球凸和冲孔球凹结构布置方式进行了优化。研究结果表明:冲孔球凸/球凹翅片形成局部射流和增加涡结构破碎,增强扰流,增强换热。在相同雷诺数Re下,冲孔球凸/球凹翅片综合换热性能明显优于多孔翅片,性能评价指标PEC提高了31.3%～55.0%;合理的布置方式可以更好地提高翅片换热性能,同时布置冲孔球凸和冲孔球凹两种结构的翅片换热性能优于单一布置冲孔球凸或冲孔球凹结构;翅片壁面同时布置冲孔球凸和冲孔球凹结构时,顺排布置优于叉排,而翅片壁面仅单一布置冲孔球凸或冲孔球凹结构时,叉排布置优于顺排。     

人字波纹和百叶窗连续翅片管束内传热、流阻和流型的研究

一、前言 近代的空冷器不仅在空气侧采用翅片以扩展换热表面面积,而且还力图合理设计翅片的形状使之增强翅片表面的换热系数来强化空冷器的传热。与单管平翅片相比,连续平翅片消除了气流短路,使各管的导热可以互补,紧凑性好且适合于大规模机械化生产。因此,连续平翅片传热的强化更受重视。Goldstein和Sparrow采用波纹状翅片进行实验,当Re=1000时测得其传热系数比同尺寸的平翅片要增高45％左右。Nakayama对百叶窗式翅片空冷器进行了研究,发现在相同条件下其换热系数要比平翅片     

板式换热器强化传热数值研究及热阻分析

以工业广泛使用的板式换热器为研究对象,模拟了人字型波纹板片和凹坑型板片内的流动和换热,得到了平均努塞尔数Nu、阻力系数和综合传热性能因子随雷诺数Re的变化,分析了凹坑深度对换热性能的影响。相同工况下,人字比凹坑型板片的换热效果好但阻力大,故后者综合性能更优。相同来流速度下,凹坑深度越小,综合传热性能越优。同时,对凹坑板式换热器的热阻分析表明,换热温差给定时,热阻越小,换热量越大,因此热阻也可以评价板式换热器的性能。     

平直开缝翅片传热特性的三维数值模拟及场协同原理分析

本文用数值模拟的方法对翅片管换热器中广泛使用的平直开缝翅片的传热特性进行了数值模拟。结果表明在平翅片后部开缝与在翅片前部开缝相比,换热增强更多,并用场协同理论分析说明,在速度场和温度场协同比较差的区域开缝要比在场协同比较好的区域开缝对传热强化更有效。     

基于遗传算法的百叶窗翅片换热器多目标优化

为减小平行流换热器空气侧热阻,本文采用Ansys Workbench软件对百叶窗翅片式换热器进行多目标优化。在翅片厚度l_d分别取1、0.5 mm时,同时改变翅片间距f_d和百叶窗角度q,设定阻力因子f最小、传热因子j最大为优化目标。结果表明:翅片厚度l_d=1 mm时最优结构为θ=29.75°、f_d/2=0.979 1 mm,最大综合性能因子JF为0.067 1;翅片厚度l_d=0.5 mm时最优结构θ=25.65°、f_d/2=0.69 mm,最大综合性能因子JF为0.067 5。