板翅式換熱器波紋翅片性能數值模擬及其優化

文 鍵, 王春龍, 劉華清, 李超龍, 田 津, 王斯民

(1. 西安交通大學 能源與動力工程學院, 陜西 西安 710049;2. 西安交通大學 化學工程與技術學院, 陜西 西安 710049)

1 前 言

大型空分設備的發展，對板翅式換熱器的綜合性能提出了新的要求。板翅式換熱器的綜合性能主要包括流動換熱性能和承壓能力，翅片作為板翅式換熱器中最重要的結構，其結構尺寸對板翅式換熱器的綜合性能影響較大。因此研究翅片結構尺寸如何影響板翅式換熱器綜合性能就顯得十分重要。當前國內外的研究多集中在流動換熱性能，ISMAIL等[1]對波紋翅片進行數值模擬，研究了3個無量綱參數對傳熱和阻力特性的影響，指出翅片表面橫向渦是強化傳熱的關鍵。MAHDAVI等[2]利用Galerkin方法對波紋翅片流道內二維流動進行分析，發現表面熱流率和傳熱系數之間存在非線性關系。高強等[3]對正弦波紋翅片表冷器的傳熱及阻力特性進行了實驗研究，發現濕工況下傳熱性能比干工況下高出5%～40%，并擬合得到總傳熱系數及阻力特性的經驗關聯式。楊志[4]利用穩態試驗法分析了不同流態下翅片的波動幅度對換熱器的傳熱和阻力特性的影響，其結果表明在過渡流狀態下波動幅度對波紋翅片的傳熱和綜合性能的影響較大，隨著波動幅度的增大，波紋翅片的綜合性能下降。

本文以板翅式換熱器波紋翅片為研究對象，選取翅高、翅距、翅厚、波長以及雙波高作為輸入參數來驅動幾何模型的生成，并且根據……