扁管直翅换热器翅片肋效率的计算

用数值计算方法对翅片管管片式换热器的肋效率进行了计算和分析,分析扁管管间距、肋片厚度、导热系数等因素对肋效率的影响,重点分析翅片管管片在局部换热系数和平均换热系数下,肋效率的对比分析.     

热特性参数可变时环形肋片传热的最优化研究(Ⅲ) 梯形截面环肋传热的最优尺寸

梯形截面环肋是最常使用在热交换设备上的一种肋片。为了经济起见,有必要研究肋片传热的最优化问题。本文应用不变插值原理,研究了当热特性参数可变时梯形截面环肋传热的最优几何尺寸,同时对三个主要的物理参数,即斜率参数λ、导热系数变化参数α和放热系数变化指数m对最优几何尺寸的影响进行研究,所得结果对工程设计具有现实的指导意义。     

倾斜矩形肋通道内流动与传热的数值研究

采用数值方法,对恒温加热时矩形肋通道内的流动与传热进行了研究,系统地考察了雷利数、倾角、高宽比、导热壁厚度及导热系数对肋通道内自然对流的影响,揭示了矩形肋通道的换热机理与规律。     

肋角度对矩形带肋通道蒸汽流动和换热特性的影响

在带肋单通道蒸汽强化换热试验研究的基础上,采用SSG雷诺应力湍流模型,求解了三维定常雷诺平均Navier-Stokes方程,对30°、45°、60°和90°4种带肋通道进行了蒸汽流动的数值计算,同时研究了雷诺数对矩形带肋通道中冷却气体的流动和传热特性的影响,并比较分析了不同肋角度下带肋通道的流动和传热特性。结果表明:斜置肋片能有效提高带肋通道的换热效果,同时也将带来很大的流动阻力;与90°带肋通道相比,60°、45°和30°带肋通道的热力系数分别增加了约29.3%、24.6%和20.9%,就综合热力性能来说,60°带肋通道是最好的结构形式。     

基于正则摄动方法的等厚环肋传热近似分析

分析了等厚环肋表面在干、湿或半干半湿工况下的传热情况.运用正则摄动的近似计算方法,推出了等厚环肋的肋壁温度、传热量及肋片效率的表达式,认为表达式对表面换热器的优化有一定参考价值.     

环肋肋基温度沉降对肋片散热的影响

对圆管外带环肋的肋壁传热进行了分析，采用有限差分法对环肋的二维轴对称导热问题进行了数值模拟，以考察环肋肋基温度和对肋片散热的影响，得到了不同几何结构及运行工况下肋基温度沉降对肋片散热的影响曲线。结果表明，在实用的工程应用范围内，肋基温度沉降对肋片散热的影响可达５％￣１８％。     

在辐射和对流条件下肋片传热的研究

本文研究了在辐射和对流条件下梯形肋片的传热,应用四阶龙格-库塔法和牛顿-拉伐森迭代法进行数值求解,得出肋片沿肋高方向的温度分布;进一步分析了导热系数、辐射率、肋根温度、肋高和肋间距等参数对肋片传热的影响。比较了考虑辐射矩形肋、三角形肋和不考虑幅射的梯形肋的传热情况。结果对工程设计具有重要意义。     

乙醇三维内微肋热管的传热性能

采用实验研究的方法对三维内微肋热管的强化传热特性进行研究，首次报道了以乙醇为工质的三维内微肋热管的传热性能。在实验范围内，与光管相比，竖直放置时，沸腾换热系数可以提高98％—190％，凝结换热系数可以提高76％—178％。三维内微肋结构能够同时明显地强化热管的沸腾换热与凝结换热，可以有效地减小热管的内热阻。     

肋片强化传热的热力学判据

以热力学第二定律为基础,提出了肋片强化传热的热力学判据－加肋片后与加肋片前单位传热量的熵产之比eⅡ,并以矩形直肋片为例,在工程上常见的第三类边界条件及恒热流和恒壁温两种工况下,对以上热力学判据进行了分析和讨论,并把结果与传统的肋化判据结果进行了比较。研究结果表明,对肋片的强化传热,存在一临界雷诺数,且临界雷诺数随肋片的结构参数和热流密度的不同而有所差异,同时,肋片的强化传热效果还取决于肋片和流体的导热性能。     

纤毛肋强化管内对流换热

为发展一种在提高换热的同时附加阻力较小的新型强化换热技术 ,对层流通道中单根纤毛肋的强化换热作用进行了简化的理论分析 ,入口条件为速度和温度充分发展 ,分析中注意到了肋表面传热系数远远大于壁表面传热系数的事实。结果表明纤毛肋能有效地强化传热 ,影响纤毛肋的强化换热效果的主要参数是肋的长径比 (D/ d )和肋与流体的导热系数之比 (λs/λf)。随着 D/ d和λs/λf 的增加 ,传热强化作用增强 ;在λs/λf 较小时 ,纤毛肋的强化换热作用增加很快 ,当λs/λf 较大时 ,继续增加λs/λf 对换热增强的作用较小     

翅片管换热器的翅片效率与传热性能

研究了３种不同管排数的百叶窗式翅片管换热器的换热特性，由试验数锯整理出传热系数与流速的关系，以试验数据为依据对翅片表面温度场进行了数值计算，导出百叶窗式翅片的翅片效率计算式并根据估算分离法的原理整理出换热准则方程式，为设计百叶窗式翅片管换热器提供了方便．     

电子器件空气强制对流冷却研究

运用翅片开缝等设计思想，对电子器件空气冷却平片散热器中的翅片进行改进，并对连续平片、分段平片、分段开缝翅片等散热器进行了层流流动与换热的数值模拟．研究发现，在相同风扇泵功条件下，分段平片性能优于连续平片，开缝翅片优于分段平片．提出了一种适用于冷却要求更高的新型散热器，相比原散热器，新型散热器翅片间距和翅片厚度更小，翅片开缝且分段．初步研究表明，这种新型散热器在风扇功率足够的情况下，可以用于下一代热负荷更高的CPU，并讨论了常规的空气强制对流冷却的极限问题．     

强制对流时垂直放置矩形直翅片的最优间距

研究了不同空气流速时翅片间距为０．９￣１０ｍｍ范围内垂直放置矩形直翅片组的稳态传热性能,探讨了翅片间距对翅片组散热性能的影响。以单位传热基面面积上翅片组的散热速率最大为衡量标准,在本实验所用翅片的参数范围内,当雷诺数从１０００增大到１６８００时,最优翅片间距从３．２ｍｍ减小到２．０ｍｍ。用散热片组的当量直径作定为定性尺寸,得到了计算翅片组平均对流传热系数的无量纲传热准数关联式。     

双排平直翅片管换热器换热和流动性能的三维稳态模拟

利用三维稳态模拟研究了叉排和顺排布置形式、几何尺寸和雷诺数ReD对双排平直翅片管换热器换热和流动特性的影响。研究结果表明:尾流区面积是影响换热量的主要因素,其原因是尾流区的风速很小,部分空气无法被主流带走,造成了空气和翅片间的温差很小,努塞尔数NuD接近零;顺排管换热器前排管的尾流区较宽,并与后排管的连接形成宽度为D的尾流通道,形成了比叉排管换热器大的尾流区面积,因而前者的换热效果比后者差。在几何参数中,翅片间距对换热量的影响最为显著,因为翅片间距较大时,管前和管侧会产生向下游移动的马蹄形漩涡,显著强化了换热;流动方向或垂直于流动方向的管间距的减小,会增大前排管尾流区对后排管的影响,从而恶化传热。     

三角形波纹翅片管换热器传热与阻力特性的实验研究

对不同管排数及不同翅片间距的９个三角形波纹翅片管换热器试件进行了传热与阻力特性试验，给出了实验特性曲线及关联式，并对管排数及翅片间距的影响规律进行了分析讨论，得出了有益的结果，另外，对三角形波纹翅片与平直翅片的结果进行了比较。     

开缝翅片压降和换热特性的数值模拟

利用计算流体力学软件STAR—CD研究了开缝翅片管式换热器的换热和压降特性，分析了开缝翅片厚度对换热器压降、换热特性的影响，并用场协同理论分析了计算结果．得出了翅片开缝能起到强化翅片换热的效果且开缝翅片厚度存在最佳值等结论，为优化新型管翅式换热器提供参考．同时，将模拟计算结果与实验结果加以比较．结果表明，数值模拟与实验结果基本吻合．     

穿孔型翅片几何结构对换热性能的影响

采用正交试验与数值模拟相结合的方法,针对影响翅片管式制冷换热器翅片表面开孔的3个参数,孔型、开孔几何尺寸及开孔位置,确定了3种优化的穿孔翅片片型.以平翅片作为基础片型,分别将4种翅片用于管式制冷换热器.风洞试验表明,结霜工况下,1.5~5.2m·s-1的试验风速范围内,翅片表面开椭圆孔的翅片管式制冷换热器换热性能最好,其单位面积制冷量、翅片平均表面对流换热系数、压缩机能效比相对平翅片均有明显提高.以风速2.5m·s-1为例,上述各值分别提高了37.8%,79.4%,25.0%.空气流过翅片管式换热器的平均阻力则降低了30.0%.     

平直翅片管换热器传热与阻力特性的实验研究

研究了３种翅片间距（ｓ＝２．０、２．６、３．２ｍｍ）和３种管排（Ｎ＝２、３、４）的９个平直翅片管换热器的换热和阻力特性，在工业常用凡数范围内给出了包括翅片间距及管排数影响的换热和阻力性能通用关联式，同时得出翅片间距、管排数对换热和阻力性能的影响规律，为设计和选用平直翅片管换热器提供了依据。     

析湿正弦波纹翅片管束的热质交换特性研究

采用实验研究的方法，测定了正弦波纹翅片管束在析湿条件下的换热和阻力特性，得出了影响因素和供设计选用的关联式，揭示了αＤｅρｃｐ／αｏｄ比值不仅与Ｌｅ数有关还与（ｓ／ｄ３）有关．Ｃｏｌｂｕｒｎ的热质比拟关系对２排管束基本上符合，对３排以上的管束不再适用