矩形偏心波纹翅片椭圆管换热器流动与换热的数值研究

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4、热设备，则换热器的投资费用约占整个电厂投资份额的70％；对石油化工企业而言，一般对换热设备的投资占全部系统设备投资的30％～50％；对选用制冷剂为氟利昂的水冷机组而言，蒸发器和冷凝器约占系统总量的70％。因此，换热器设计、运转和改进的合理与否将直接决定着资金、耗材、能源与空间能否得到有效合理的利用，其重要性不言而喻。随着生产规模的迅速扩大和能源的日益紧缺，节能降耗逐渐成为研究的重点。研究人员对工业领域广泛应用的换热设备强化传热技术的研究也越发紧迫。在众多强化换热技术中，通过扩展换热面积、优化流场

5、与温度梯度场的分布来增强换热器的换热性能是最为常见且简单易行的方法。在考虑增强换热的同时也要对流动阻力进行足够的重视，以增强翅片管的综合换热性能。通常情况下换热器的基管为圆管，但研究发现，具有细长截面的异型管具有更小的阻力损失，因此近年来许多国家逐渐开发应用椭圆管、扁管取代圆管，并且应用后收到了良好的节能降耗效果。本文通过商用数值模拟软件FLUENT软件对矩形偏心翅片椭圆管换热器、矩形偏心波纹翅片椭圆管换热器、平直．波纹偏心翅片椭圆管换热器翅片间流道内不可压缩空气的稳态、湍流流动的换热与阻力性能

6、进行了三维数值模拟。分析了矩形翅片相对椭圆基管前后偏移位置、波纹形状与波纹倾角等参数对翅片表面对流换热、流动阻力和综合换热性能的影响。研究表明，在其它结构参数均相同情况下，矩形偏心波纹翅片椭圆管随着椭圆管前端距离矩形翅片前端距离的增加，综合换热性能逐渐提高，万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文并且可在椭圆管背风侧尾流区适当开缝，既不影响换热又能减少材料消耗；对三角形与正弦形的矩形偏心波纹翅片椭圆管换热器而言，三角形波纹翅片的翅片表面努塞尔数大、流道进出口的压降小，综合换热性能更加优良。在矩形偏

7、心三角形波纹翅片的基础上减小翅片后部背风侧区域的波纹倾角甚至可将波纹变为平直翅片进行进一步优化。以达到换热影响不大的情况下减小阻力损失，进一步提高翅片的综合换热性能。关键词：矩形偏心波纹翅片，椭圆管，正弦波纹，三角形波纹，数值模拟，综合换热性能II万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文MJ]MER【CALSTUDYOFHEATANDMASSTRANSFEROFRECTANGULARECCENTRICCORRUGATEDFINANDOVALTUBEHEATEXCHANGERSABSTRCATAsa

8、commonheattransmissionequipmentinindustrialprocesses，heatexchangersarewidelyusedinelectricpower,chemicalindustry,refrigeration，environmentalprotection，metallurgyandotherdepartments．Iftheboilerisregardedasakindofheattransferequipment，theinvestmentfort

9、heheatexchangersaccountsfor70％ofthetotalinvestmentofthethermalpowerplant．Inpetrochemicalenterprises，thegeneralinvestmentofheatexchangerequipmentsaccountsfor30％-50％ofthetotalinvestment．InrefrigerantFreoncoolingunit，evaporatorandcondenseraccountedforab