幾種常見(jiàn)翅片通道內(nèi)流動(dòng)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(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在汽車(chē)、航空、空分等領(lǐng)域。利用經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的CFD模型來(lái)揭示狹小翅片通道內(nèi)局部流動(dòng)、傳熱特性，對(duì)優(yōu)化翅片結(jié)構(gòu)、開(kāi)發(fā)新型翅片有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　本文針對(duì)平直、鋸齒、波紋翅片通道內(nèi)流動(dòng)的特點(diǎn)，選擇合適的低雷諾數(shù)湍流模型并結(jié)合湍流普朗特?cái)?shù)模型，建立了準(zhǔn)確計(jì)算翅片性能的三維數(shù)值模型。通過(guò)以上兩個(gè)改進(jìn)措施，使得平直翅片的計(jì)算j因子的平均絕對(duì)誤差從17.94％降到6.93%，提高了計(jì)算精度。同

2、時(shí)通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)翅片中心處與進(jìn)口流體溫差較上（下）蓋板與進(jìn)口流體的溫差低5-18%，忽略翅片縱向?qū)峄驅(qū)⒛Ｐ秃?jiǎn)化為二維流動(dòng)會(huì)帶來(lái)誤差。針對(duì)18種不同幾何結(jié)構(gòu)的平直翅片進(jìn)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(xiàn)有更高的精度。
　　在驗(yàn)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(duì)流動(dòng)、傳熱的影響；其中翅片厚度和翅片節(jié)距對(duì)性能影響較大。隨著翅片厚度增加，在迎風(fēng)面后側(cè)會(huì)

3、形成對(duì)稱(chēng)的渦流區(qū)域，使壓降增大而對(duì)強(qiáng)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(guò)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，驗(yàn)證了計(jì)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(dòng)狀態(tài)。在低雷諾數(shù)區(qū)域流體流動(dòng)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(qiáng)化傳熱過(guò)程。在縱向方向上，靠近上下蓋板區(qū)域存在對(duì)稱(chēng)的Ta