错位翅片结构对其换热性能影响的数值研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文错位翅片结构对其换热性能影响的数值研究硕士研究生：齐思琪指导教师：朱卫兵教授学科、专业：动力工程及工程热物理论文主审人：董惠教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文错位翅片结构对其换热性能影响的数值研究硕士研究生：齐思琪指导教师：朱卫兵教授学位级别：工学硕士学科、专业：动力工程及工程热物理所在单位：航天与建筑工程学院论文提交日期：2018年1月8日论文答辩日期：2018年3月10日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeo

2、fM.EngNumericalstudyoftheinfluenceofthestructureoftheoffsetfinontheheattransferperformanceCandidate:QiSiqiSupervisor:Prof.ZhuWeibingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:PowerengineeringandengineeringthermalphysicsDateofSubmission:Jan.2018DateofOralExamination:Mar.2018Universit

3、y:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大

4、学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日错位翅片结构对其换热性能影响的数值研究摘要错位翅片板翅式换热器具有换热效率高、结构紧凑、体积小、质量轻等特点，在航空发

5、动机润滑系统中用于滑油换热。目前，错位翅片多应用于低粘性、低普朗特数的空气、水等介质的换热，并且大部分错位翅片水力直径较大；航空发动机中的滑油具有高温、高粘性、高普朗特数的特点，且滑油换热器内的错位翅片水力直径较小。因此，本文以高温滑油为介质，对小水力直径的错位翅片进行数值模拟，研究结构参数对其换热性能的影响，为航空发动机错位翅片板翅式换热器的应用提供理论参考。本文对错位翅片进行了数值模拟与验证，确定了v2-f模型作为模拟模型，与实验数据相比，进出口温差平均误差为5.64%，阻力平均误差为3.76%。在此基础上，对错位翅片的流场进行了分析。根据控制变量法，改变结构参数（翅片间距s、

6、翅片高度h、翅片长度l、翅片厚度t、齿型角α、流动角度β）进行模拟，通过对比流场内的参数（流线分布、涡量、温度、流速以及局部对流换热系数）与性能因子（j、f、JF），得出结论：翅片间距、长度通过破坏边界层、增大换热面积、增强扰动三方面强化换热，翅片厚度、齿型角、流动角度通过破坏边界层、增强扰动两方面强化换热，翅片高度通过增大换热面积强化换热；随着翅片间距、长度的减小，翅片高度、厚度、齿型角、流动角度的增大，翅片换热性能逐渐增强，阻力随之增大；随着翅片间距、高度的减小，厚度、齿型角、流动角度的增大，翅片综合性能逐渐提高，翅片长度为4mm时，其综合性能最优。利用单因素方差分析方法，得出

7、各结构参数对翅片性能的影响程度：齿型角和流动角度对错位翅片换热性能的影响程度最为显著，其次为翅片高度，其余结构影响程度较弱。利用模拟数据，建立了研究范围内的j因子与f因子的经验关联式。关键词：航空发动机；错位翅片；滑油换热；数值模拟哈尔滨工程大学硕士学位论文错位翅片结构对其换热性能影响的数值研究AbstractTheplatefinheatexchangerwithoffsetfinisusedforlubricatingoilheattransferinaeroen