基于某風(fēng)洞換熱器結(jié)構(gòu),建立了翅片橢圓管換熱器的三維模型。研究了翅片橢圓管的偏斜角α對(duì)換熱器傳熱、壓降特性及出口空氣溫度場(chǎng)均勻性的影響。由于換熱器的當(dāng)量直徑較小,雷諾數(shù)Re的變化范圍為3 500～5 200。數(shù)值模擬結(jié)果表明:橢圓管偏斜角的改變影響了換熱管尾渦的流向,從而改變了換熱器的性能;隨著橢圓管偏斜角的增大,換熱性能增大的趨勢(shì)減緩,而壓力損失增大的趨勢(shì)逐漸加劇;當(dāng)橢圓管偏斜10°時(shí),換熱器不僅具有較優(yōu)的整體性能,而且具有較優(yōu)的出口空氣溫度均勻性。

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圖1 偏斜翅片橢圓管示意圖

圖1為所研究的偏斜翅片管換熱器示意圖,選取圖1a中虛線框標(biāo)示的周期單元進(jìn)行模擬計(jì)算。主要幾何尺寸如表1所示。表1翅片橢圓管主要幾何參數(shù)翅片寬度H/mm80翅片長(zhǎng)度L/mm60橢圓長(zhǎng)半軸長(zhǎng)度a/mm24橢圓短半軸長(zhǎng)度b/mm8翅片厚度δ/mm0.3翅片間距F....

圖2 模型可靠性驗(yàn)證

將模型的數(shù)值模擬結(jié)果與Tang等人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果[20]進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果如圖2所示。Nu的最大偏差為12.3%,最小偏差為0.88%;f的最大偏差為16.3%,最小偏差為1.0%。由此可以看出,數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好,說(shuō)明采用該數(shù)值方法分析換熱器傳熱、壓降特性,以及出口空氣溫....

圖3 Nu隨Re的變化

從圖3可以看出,在相同的偏斜角下,平均Nu隨著Re的增大而增大。偏斜角對(duì)平均Nu有輕微的影響。與0°偏斜角結(jié)構(gòu)相比,隨著偏斜角的增大,平均Nu相應(yīng)增長(zhǎng)了1.87%～3.92%。從圖4可以看出,f隨著Re的增大而減小。當(dāng)偏斜角較小時(shí)(如偏斜5°),f的增長(zhǎng)不明顯。隨偏斜角增大,f增....

圖4 f隨Re的變化

從圖4可以看出,f隨著Re的增大而減小。當(dāng)偏斜角較小時(shí)(如偏斜5°),f的增長(zhǎng)不明顯。隨偏斜角增大,f增幅變大。當(dāng)偏斜角為20°時(shí),f增至約9%。整體性能θ表示的是換熱與壓降性能的綜合指標(biāo),其隨Re的變化如圖5所示�？梢�(jiàn),整體性能隨Re的變化并不是單調(diào)的。以θ=1(α=0°)為基....

本文編號(hào)：4048049