翅柱型机油换热器传热与流动的数值模拟研究

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1、武汉理]。：大学硕十学位论文摘要机油换热器常用于机油冷却换热，随着对紧凑性，微型化的要求越来越严格，采用具有高效换热表面的板翅式换热器变得越来越重要。本论文在对翅片传热过程进行理论分析的基础上，对于增加扰流元的新型翅片的传热机理进行了理论研究；利用软件对新型式的翅片温度场和流场进行数值模拟，并将结果同已有研究成果进行比较，取得了较好的吻合性。本文首先对于扰流元强化传热机理进行研究，分析了涡旋产生的原理及其对于纵向强化传热的作用。增加扰流元后产生纵向涡可改变近壁处流体的流动状态，从而提高紧凑式换热器的传热效率，达到强化传热的目的。在

2、此基础上，建立了带有扰流元的翅片通道的数学模型；考虑流体和固体区域的传热、流体区域的流动，采用流体流动和流体固体的换热耦合计算的方法进行流固耦合和数值计算。数值计算中采用标准双方程湍流模型，速度压力耦合算法；根据数值模拟的结果分析沿扰流元的局部换热系数分布变化，研究其扰流柱高度及形状对扰流柱通道平均努赛尔特数Nu和平均压力损失系数Eu的影响，圆形和椭圆形扰流柱的绕流尾涡影响的区域的不同对扰流柱群内流体混合状况的影响。论文提出了在平直翅片通道内增加扰流柱的翅柱型结构，并对其传热与流动进行了数值模拟研究。结果表明椭圆形扰流柱的压力损失

3、约为圆柱形扰流柱一半，圆形扰流柱的绕流尾涡影响的区域大于椭圆扰流柱，且圆形扰流柱混合情况好于椭圆形。通过物性分析及与已有试验数据相比较，证明用数值模拟的方法得出的结论合乎实际，对于优化设计翅柱结构具有参考价值。【关键词】换热器扰流柱换热数值模拟翅柱型武汉理工大学硕士学位论文^bStraCtOilheatexchangershavebeencommonlyusedinoilcoolingheattransfer．Withstrictlyrequestinspaceandefficiency．itbecomesmoreandmorei

4、mportanttousethehighlyeffectiveheattransfersurface．Somebasicelementsoftheflowandheattransferofthepinheatexchangersarediscussedindetail．TIlesetheoriesarethebasisofheattransferenhancementelementsofthepinwiththeshortfinarrays．ThePaDersimulatesthefollowandheattransferofth

5、eliquidofthenewtypepinheatexchangersthroughthecomputationalsoftware，andtheresultofsimulationisri曲tthroughcomparingwiththeexperimentobtained．ThePaperdiscussthetheoryofheattransferenhancementthrou曲thepinfins．Analyzethegenesisofthevortexlanditsenhancementfortheheattransf

6、er．TheIongitudinalvortexderivedfromthepinfinscanchangethefulidturbulencestructuresinnearthewall．therebyincreasingtheheattransferefficiencytight．heatexchanger．Establishmathematicalmodelsofthepinfins．ThenumericalmethodisusedtoanalyzetheheattransferandpressurelOSSinpassw

7、ithstaggeredarraysofthecircle—shaped，elliptic-shaped．Consideringtheheattransferinthefluidandsolidregional，thefluidflowinthefluidre—onal．，calculatingthefluidandsolidregional．Thefluidflowsandheatcoupledcalculationmethodisused．Thestandards．twoequationsturbulencemodels，ve

8、locityandpressurecoupledarithmeticareused．Accordingtotheresultsofnumericalsimulationanalysisthelocalcoefficientdistributionc