【摘要】：換熱器作為工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的熱交換設(shè)備，廣泛應(yīng)用于動(dòng)力、冶金、石油、化工、食品加工、低溫制冷等領(lǐng)域。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，各類(lèi)能源的迅速消耗，新型節(jié)能降耗換熱設(shè)備的研發(fā)已迫在眉睫。翅片管換熱器由于具有換熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)而受到研究人員的普遍關(guān)注，其中三角形波紋翅片管換熱器不僅顯著增加了空氣換熱面積，還改變了流體流動(dòng)方向，加強(qiáng)了空氣擾動(dòng)，使換熱能力增強(qiáng)。然而，在換熱效果增強(qiáng)的同時(shí)必然會(huì)帶來(lái)阻力損失的增加，為此需要對(duì)換熱器的綜合換熱性能予以足夠的重視。多數(shù)翅片管換熱器的基管采用圓管，而近年有以橢圓管取代圓管達(dá)到有效降低空氣流動(dòng)阻力損失的趨勢(shì)，所以，對(duì)三角形波紋翅片橢圓管換熱器的研究具有十分重要的理論意義及工程應(yīng)用價(jià)值。 本文采用FLUENT軟件對(duì)變翅高三角形波紋翅片橢圓管換熱器進(jìn)行三維數(shù)值模擬。首先對(duì)均勻翅高的三角形波紋翅片管通道內(nèi)的流動(dòng)與換熱特性進(jìn)行平均與局部特性分析，以揭示波紋翅高影響的內(nèi)在機(jī)理，繼而對(duì)介于上述翅高間的變翅高波紋翅片管換熱器通道內(nèi)的流動(dòng)與換熱特性進(jìn)行深入分析。隨后分析翅片間距、翅片厚度、基管長(zhǎng)短軸比等幾何因素對(duì)翅高均勻遞減波紋翅片橢圓管換熱器換熱與阻力特性的影響。最后對(duì)波紋與平直翅片組合的復(fù)合型翅片管通道內(nèi)的流動(dòng)與換熱進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，旨在獲得高效低阻的翅片管換熱器型式，，為翅片管換熱器強(qiáng)化傳熱的研究提供有價(jià)值的理論依據(jù)。 計(jì)算結(jié)果表明，在相同壓降和相同泵功條件下，翅高均勻遞減波紋翅片在所討論的幾種翅片管換熱器中綜合換熱性能最優(yōu)。入口風(fēng)速一定時(shí)，翅高均勻遞減波紋翅片管存在最佳翅片間距，使翅片表面換熱系數(shù)達(dá)到最大值，但空氣進(jìn)出口壓降隨翅片間距的增大逐漸減��；翅片厚度、基管橫向間距及基管長(zhǎng)短軸比對(duì)翅片表面換熱系數(shù)的影響相對(duì)較小，空氣進(jìn)出口壓降隨翅片厚度的增加而增大，隨基管橫向間距和基管長(zhǎng)短軸比的增加而減��；基管為叉排排列時(shí)翅片表面換熱系數(shù)比順排的高，但其通道內(nèi)空氣的壓力損失也比順排排列的大。對(duì)六種波紋-平直復(fù)合翅片橢圓管換熱器而言，空氣流道的入口風(fēng)速較小時(shí)，后兩個(gè)波長(zhǎng)為平直翅片的翅高遞減波紋翅片的綜合換熱性能最好；入口風(fēng)速較大時(shí)，翅高均勻遞減波紋翅片為最優(yōu)選擇。
【圖文】：

（c）正弦型波紋翅片 （d）單向百葉窗型翅片圖 1-1 幾種常見(jiàn)的管翅式換熱器示意圖Fig.1-1 Common forms of several kinds of fin-and-tube heat exchanger雖然對(duì)強(qiáng)化傳熱技術(shù)的研究已經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)之久，然而對(duì)于強(qiáng)化傳熱技術(shù)的

TECPLOT 是繪圖和數(shù)據(jù)分析的通用軟件，通過(guò)繪制 XY、2-D 和 3-D 數(shù)據(jù)圖以顯程和科學(xué)數(shù)據(jù)[33]。TECPLOT 可通過(guò)繪制等值線圖、流線圖等對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行可視象顯現(xiàn)。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TK172

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊立軍;張凱峰;杜小澤;楊勇平;;空冷凝汽器橢圓翅片橢圓管束外空氣的流動(dòng)與傳熱特性[J];動(dòng)力工程;2008年06期

2 田麗亭;何雅玲;楚攀;雷勇剛;;不同排列方式下三角翼波紋翅片管換熱器的換熱性能比較[J];動(dòng)力工程;2009年01期

3 張來(lái);杜小澤;楊立軍;馮麗麗;楊勇平;;開(kāi)孔矩形翅片橢圓管流動(dòng)與換熱特性的數(shù)值研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2006年06期

4 馮麗麗;杜小澤;楊勇平;楊立軍;;橢圓管矩形翅片間空氣流動(dòng)的擾流特征[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2011年01期

5 黨艷輝;明廷臻;劉偉;黃素逸;;開(kāi)孔矩形翅片橢圓管流動(dòng)及傳熱特性的數(shù)值模擬[J];化工學(xué)報(bào);2009年12期

6 何雅玲;陶文銓;;強(qiáng)化單相對(duì)流換熱的基本機(jī)制[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2009年03期

7 張艷霞;張紅;陶漢中;;基于場(chǎng)協(xié)同理論的管翅式換熱器翅片效率的數(shù)值模擬研究[J];建筑科學(xué);2011年10期

8 過(guò)增元,魏澍,程新廣;換熱器強(qiáng)化的場(chǎng)協(xié)同原則[J];科學(xué)通報(bào);2003年22期

9 何雅玲;楚攀;謝濤;;縱向渦發(fā)生器在管翅式換熱器中的應(yīng)用及優(yōu)化[J];化工學(xué)報(bào);2012年03期

10 李鳳梅;左建國(guó);鄒媛媛;;波紋翅片管換熱器空氣側(cè)傳熱與流動(dòng)特性的數(shù)值研究[J];節(jié)能;2013年05期

本文編號(hào)：2584246