本文關(guān)鍵詞：管翅式散熱器傳熱性能研究及優(yōu)化

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【摘要】：管翅式散熱器是一種典型的自然對流換熱設(shè)備,通過翅片與空氣間的對流換熱達(dá)到采暖的目的,由于其結(jié)構(gòu)簡單、易于加工、換熱效率高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛的使用。然而,目前的散熱器市場多是基于生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和簡單的實(shí)驗(yàn)測試進(jìn)行生產(chǎn)加工,而缺乏系統(tǒng)的理論研究。因此,基于其換熱機(jī)理,分析管翅式散熱器翅片管不同布置方式、熱水溫度及散熱器進(jìn)出口高度等對散熱器散熱性能的影響規(guī)律,具有一定的學(xué)術(shù)意義和工程應(yīng)用價值,為散熱器的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。本文首先針對目前市場上常用的翅片管散熱器建立了三維的物理、數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用CFD軟件fluent進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,并對其換熱能力及流場分布情況進(jìn)行了分析。通過對管翅式散熱器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試,并將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比,驗(yàn)證模型及求解方法的正確性。然后比較了翅片管不同布置方式對換熱器換熱性能的影響;最后,對散熱器內(nèi)熱水溫度及進(jìn)出口散熱器高度對散熱性能的影響進(jìn)行了分析,主要結(jié)論如下:(1)對市面上采暖散熱器數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果進(jìn)行了比較,結(jié)果表明:隨著溫差?T的增大,散熱器的散熱量也隨之增大,且數(shù)值計(jì)算與實(shí)驗(yàn)測試散熱量相差13.5%;(2)不同的翅片管布置方式改變了氣流在散熱器中的分布情況,在五種布置方式中,豎直排布方式的散熱性能最差、“S”型布置方式散熱性能最好;交叉型布置的散熱性能強(qiáng)于目前市場上的散熱器,其散熱器厚度減小了1/4;倒T型布置空氣流量最大,氣流分布合理,比市場上散熱器的散熱性能略好;(3)采用倒T型布置方式下的散熱器在五種不同的熱水溫度下,翅片管間溫差越大,散熱器的散熱量越大,在所計(jì)算的五種情況中,翅片管溫差為5K的散熱量要比溫差為1K的散熱量要高17.5%;(4)散熱器出口高度對散熱量的影響要大于進(jìn)口高度對散熱量的影響,不同進(jìn)口高度散熱量相差最大為4.33%,而不同出口高度最大散熱量相差高達(dá)47.7%。隨著進(jìn)口高度的增加,其散熱量略有減小;隨著出口高度的增加,其煙囪效應(yīng)得以加強(qiáng),出口空氣質(zhì)量流量增大,出口空氣溫度先增大后減小,其散熱量隨之增大。
【關(guān)鍵詞】：管翅式散熱器 翅片管布置方式 數(shù)值分析 傳熱性能
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK172
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 課題的研究背景及意義11-12
• 1.2 采暖散熱器概述12-16
• 1.2.1 采暖散熱器簡介12-13
• 1.2.2 管翅式散熱器簡介13-14
• 1.2.3 采暖散熱器工作原理及傳熱過程分析14-16
• 1.3 對流散熱器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-20
• 1.4 本課題主要研究內(nèi)容20
• 1.5 本章小結(jié)20-21
• 第2章 數(shù)值計(jì)算及強(qiáng)化傳熱理論21-29
• 2.1 計(jì)算流體動力學(xué)（CFD）概述21-25
• 2.1.1 計(jì)算流體動力學(xué)簡介21-22
• 2.1.2 Fluent軟件簡介22-23
• 2.1.3 Fluent計(jì)算過程23-25
• 2.2 散熱器強(qiáng)化傳熱理論25-28
• 2.2.1 強(qiáng)化傳熱技術(shù)及分類25-26
• 2.2.2 翅片管強(qiáng)化傳熱理論26-28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 第3章 管翅式散熱器模型的建立及數(shù)值求解29-41
• 3.1 數(shù)學(xué)物理模型的建立29-32
• 3.1.1 物理模型29-31
• 3.1.2 數(shù)學(xué)模型及模型簡化假設(shè)31-32
• 3.2 邊界條件與網(wǎng)格劃分32-35
• 3.2.1 邊界條件32-34
• 3.2.2 網(wǎng)格劃分34-35
• 3.3 數(shù)值計(jì)算過程35-36
• 3.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證36-40
• 3.4.1 數(shù)值計(jì)算結(jié)果36-37
• 3.4.2 實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果37-39
• 3.4.3 數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對比39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第4章 翅片管布置方式對散熱器性能的影響41-52
• 4.1 倒T型布置41-43
• 4.1.1 模型的建立41-42
• 4.1.2 計(jì)算結(jié)果42-43
• 4.2 豎直排布43-45
• 4.2.1 模型的建立43-44
• 4.2.2 計(jì)算結(jié)果44-45
• 4.3 交叉布置45-48
• 4.3.1 模型的建立45-46
• 4.3.2 計(jì)算結(jié)果46-48
• 4.4 S型布置48-49
• 4.4.1 模型的建立48
• 4.4.2 計(jì)算結(jié)果48-49
• 4.5 不同布置方式下?lián)Q熱性能分析比較49-50
• 4.6 本章小結(jié)50-52
• 第5章 熱水溫度和散熱器高度對散熱器性能的影響52-62
• 5.1 熱水溫度對散熱器性能的影響52-55
• 5.2 散熱器高度對散熱器性能的影響55-61
• 5.2.1 進(jìn)口高度對散熱器散熱性能的影響55-58
• 5.2.2 出口高度對散熱器散熱性能的影響58-61
• 5.3 本章小結(jié)61-62
• 第6章 結(jié)論與展望62-64
• 6.1 結(jié)論62-63
• 6.2 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-69
• 攻讀碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文69-70
• 致謝70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：898305