斜针形百叶窗翅片数及窗翅角均匀性对换热性能影响研究

该文通过建立斜针形百叶窗翅片换向区两侧不同翅片数目及窗翅角均匀性三维数值计算模型,研究了换向区两侧不同翅片数目和窗翅角均匀性对散热器换热性能的影响。结果表明:换向区两侧翅片数目对散热器的换热及流阻性能影响较小;换向区角度均匀性变化对换热性能有一定的影响,jf~(1/3)最大相差9%。     

对称阵列斜翅热沉自然对流数值研究

针对LED散热冷却问题,研究了一种自然对流条件下竖直放置对称阵列斜翅热沉的换热性能,分析了翅片高度、纵向间距对换热性能的影响,讨论了对称阵列斜翅热沉换热特点。结果表明:努塞尔数随瑞利数增加而线性增大;当热沉翅片高度大于40 mm时,努塞尔数达到最大值;随后努塞尔数随翅片高度增加不再明显变化。翅片纵向间距从25 mm到15 mm,其间距愈短,努塞尔数下降的愈快;从四列热沉到八列热沉,基板温度场自下而上分层现象愈来愈明显,高温区域集中在基板上部两角位置。相对四列热沉和八列热沉,六列热沉瑞利数随努塞尔数变化的拟合曲线斜率要比四列热沉高约5%,其具有更少的高温区域,有效地改善换热性能。     

百叶窗翅片结构参数的数值模拟分析

为了提高百叶窗翅片散热器的散热性能,利用CFD软件对百叶窗翅片散热器进行数值模拟分析,研究百叶窗开窗角度(21°～31°)、翅片厚度(0.07～0.13 mm)、窗翅间距(0.92～1.53 mm)、翅片间距(1～1.3 mm)对散热器散热性能的影响.结果表明:当风速在2～12 m/s之间时,随着百叶窗开窗角度、翅片厚...     

板翅式换热器锯齿型翅片参数的遗传算法优化研究

针对目前锯齿型板翅式换热器未能同时优化多参数,或者大多优化研究存在对经验关联式依赖的问题,提出了利用Kriging响应面来近似目标函数与设计变量之间的关系、应用遗传算法对锯齿型板翅式换热器翅片结构参数的优化方法。在维持翅片通道雷诺数为800时,把换热器的最大j因子、最小f因子和最大F_(TEF)因子作为3个单目标函数,对翅片的翅片高度h、翅片间距s、翅片厚度t和翅片节距l进行了优化研究。研究结果表明:翅片高度h与翅片间距s对换热器综合性能F_(TEF)因子呈正增长,而翅片厚度t和翅片节距l呈负增长;在翅片高度为9.5mm、翅片间距为2.2mm、翅片厚度为0.1mm和翅片节距为3mm时,换热器性能最佳;结合Kriging响应面的遗传算法克服了传统优化方法对经验关联式的依赖。该研究结果可以指导锯齿型板翅式换热器的优化设计。     

针翅式散热器模块流动传热特性数值优化

为提升中高温电子器件的散热性能,以针翅式散热器模块为研究对象,研究了热管长度、散热器宽度、针翅直径、针翅间距和针翅高度5个结构参数对翅片散热性能的影响,对正交实验设计的16个组合方案下翅片的流动换热性能进行模拟。以努塞尔数Nu、阻力系数f、传热性能综合评价指标(performance evaluation criteria, PEC)和全因子评价Y作为评价指标,在每个评价指标下利用极差分析主要影响因素和挑选出优化组合。结果表明：影响Nu、f、PEC和Y的最主要因素是针翅间距;最佳优化组合为：针翅间距为2.5 mm,散热器宽度为80 mm,针翅直径为1.5 mm,针翅高度为20 mm,热管长度为25 mm,模块温降为16.28℃,热阻为0.265℃/W。     

近室温下圆翅热管翅片结构的遗传算法优化

阐明了采用热管作为空调系统的热回收装置具有巨大的节能意义.分析了近室温下的圆翅热管传热模型.以单位温差、单位换热量下的热管翅片体积最小为目标函数,建立了热管翅片高度、间距、厚度等结构参数的函数关系式.利用遗传算法对目标函数进行了优化,计算结果表明了遗传算法的有效性.     

百叶窗翅片结构对中冷器传热特性的影响与优化

百叶窗翅片几何形状、尺寸对中冷器的传热与流阻特性均有较大影响,其主要参数是百叶窗开窗角度、百叶窗间距与百叶窗厚度。由于多参数优化研究存在一定难度,为简化计算难度和计算时间,以某一款散热器百叶窗为研究对象,维持其原本的开窗角度与相关的参数不变,只对其开窗间距Lp和翅片厚度σ展开研究,分别选取4组不同的窗间距,3组不同的翅片厚度研究其在6种不同流速工况下的传热系数与进出口压降变化。利用CFD数值仿真计算方法,仿真结果显示开窗间距为1. 8 mm,翅片厚度为0. 16 mm时中冷器换热与流阻性能较好。对比分析原模型与优化模型仿真结果,发现优化后模型整体性能显著提高。     

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.     

基于正交试验和Fluent的管翅式换热器结构优化

通过正交试验和数值模拟相结合的方法研究平直翅片管式换热器的换热和流阻特性,以换热系数和压降作为评价指标,用逐个分析各参数对换热和流阻特性的影响以及综合换热评价指标两种评价方法实现对换热器风机风量、翅片间距、厚度和管横纵向间距的优化。结果表明：翅片间距对压降影响最大,管纵向间距对空气侧换热系数影响最大;一种优化组合为风机风量1 450 m³/h、翅片间距2.4 mm、翅片厚度0.38 mm、管横向间距28 mm和纵向间距15 mm,另一种优化组合为风机风量1 700 m³/h、翅片间距2.4 mm、翅片厚度0.38 mm、管横向间距28 mm、纵向间距21 mm;使用优化换热器的冰淇淋机的换热能力比原设备分别提高了5.73%和6.85%。     

针式翅片圆筒散热器的自然对流散热研究

对自然对流散热条件下的LED灯具常用圆筒型散热器散热性能进行了数值仿真研究,并对比了针形翅片散热器与平板翅片散热器的热性能.讨论了热源功率大小、针形翅片的高度和竖直方向的个数分别对散热器热性能的影响.研究中给出了翅片高度与散热器高度的比例系数.分析了在不同高度比例系数下散热器在热性能上的变化,最终确定了最优的比例系数以及分析了该比例系数下翅片总重量的减少量.仿真结果表明:比例系数较大时,针形翅片散热器重量比平板式翅片散热器重量小,然而两种类型翅片的散热器在热性能上没有显著的区别.     

管翅换热器换热与流动的三维定常特性分析

为了深入了解单排管翅式换热器换热和流动特性,在雷诺数为100~600之间,翅片间空气为定常层流条件下,利用复合坐标网格系统及对流、导热相结合的数值分析方法,对5种不同几何参数平板翅紧凑管翅式换热器的流场、温度场、换热系数、传热量、压降、翅片效率进行了模拟计算和分析。结果表明:翅片越薄,单位体积、单位质量的传热量越大;在一定雷诺数条件下,存在一个最佳的翅片间距,并使得换热量最大;对所讨论的5种情况来说,当雷诺数为400时,翅片宽度较小的?热器的总传热量比其他4类高10%左右,但压力损失的降低变化不大。无论在哪种条件下,翅片后半部的传热量占全部传热量的25%以下,并且当雷诺数较低时,该比例会更低。     

新型铸铁板翅空气预热器翅片设计等效热流模型

为了完善换热翅片板优化设计技术体系,从换热翅片几何尺寸优化的角度构建了一个新的判断标准,即等效热流结构原理。首先根据间壁式换热流通过程中各单元等面积和等容积的原理,建立了双侧单翅片换热流程的结构模型并构建了数学模型。其次建立了六面体形的翅片基本结构模型,该模型可以转化适用于其他常见翅片结构。把翅片容积与翅片面积的比值定义为翅片的容面比,作为判断翅片尺寸优化的综合性性量化指标。研究结果表明,翅片板的基板厚度应与单个翅片的容面比相当,薄基板的传热效果更好。同样的翅片尺寸,传热效果随基板的厚度增加而降低;换热流程上模型各流通单元的容面比应大小相当或有序排列;单翅片的容面比随着翅片高度或翅片宽度的增大而增大,不再随翅片尺寸的增大而增大的容面比是优化翅片的容面比;翅片的设计可以先优化尺寸,再优化结构;空气预热器烟气侧流程的整体容面比低于空气侧流程的整体容面比,会有利于使翅片板温度更接近于烟气侧温度,规避结露的可能。     

基于单刃-圆锥面刀具的三维整体外翅片成形机理

采用单刃-圆锥面刀具加工三维整体外翅片管,研究了翅片成形过程及圆锥面半径对翅片成形的影响,分析了翅片微观形貌的形成机理及加工参数对翅片形貌的影响.翅片成形机理在于单刃-圆锥面刀具切削时能将工件表层金属与基体分离但并不去除,被分离的金属在圆锥面的挤压下形成翅片.翅片成形过程可分为犁切分离、滑动挤压和成翅3个阶段,较大的圆弧半径有利于翅片的成形.翅片顶部有一条贯穿整个翅片的微裂缝,使翅片在微观上成为双翅片;随着犁切深度的增加,翅片厚度增加;随着进给量的增大,翅片间距增加.     

利用流固耦合分析的板翅式换热器锯齿型翅片多目标优化

采用数值模拟方法,从流固耦合的角度,对板翅式换热器常用的锯齿型翅片进行了流动、换热和承压能力等综合性能的分析及结构优化。通过分析基于多组参数点计算结果生成的Full2nd-Order Polynomial响应平面,研究了翅高、翅厚、翅距、节距对翅片流动、换热及应力分布的影响。在此基础上,结合响应面和多目标遗传算法,选取j因子、f因子和最大应力作为目标函数,对锯齿型翅片进行多目标优化,提出了3种优化翅片结构,并将初始结构与优化结构进行了对比。结果表明:最大应力位于第1排翅片直角边和隔板相连的部位,翅片节距对换热影响最大,翅厚对流动阻力影响最大,而翅片间距和翅厚对应力影响最大;优化结构3相对于常用结构的热性能因子增加了10.62%,最大应力减少了7.9%。研究结果为板翅式换热器锯齿型翅片的优化设计提供了理论指导。     

不锈钢带材表面翅成形的研究

研究了正犁削不锈钢表面翅成形的加工机理，探索了形成规则翅片的刀具几何参数及犁削条件，着重对翅的形成过程进行了分析，并建立了数学模型，理论分析和实验结果表明，翅的形成过程包括导入，犁切堆积及成翅三个阶段，而犁切堆积阶段是翅形成的关键，翅的高度随犁切深度的增加而增大，且翅高比犁切深度大。     

新型开窗翅片板翅换热器热工性能试验

对9种不同结构参数的新型开窗翅片进行传热和流动阻力性能试验.在此基础上,给出传热因子和摩擦因子随雷诺数的变化曲线,并比较翅片间距和翅片长度等结构参数对其表面换热和阻力性能的影响.同时,利用单位传热面积泵功率和面积优化因子分析比较各翅片的综合强化传热效果.试验结果表明,新型开窗翅片的翅片间距对表面传热因子和阻力性能影响较为显著.     

三角形波纹翅版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，对三角形波纹翅片间距的影响规律进行了分析讨论，得出有益的结果。另外，对三角形波纹翅片与平直翅片的结果进行了比较。     

椭圆矩形翅片管采暖散热器的优化研究

对椭圆矩形翅片管采暖散热器的结构进行了优化分析，计算了椭圆管矩形翅片的肋效率，对矩形翅片的长宽比和翅片间距进行了优化计算，求出了最优长宽比和最优翅片间距的范围，对市场上现有的椭圆矩形翅片管采暖散热器进行了实验研究，证实了优化分析的正确性。     

管壳式冷凝器内低螺纹管的凝结传热模型

以蒸气在垂直壁面和水平圆管上的凝结传热特性为基础，建立了蒸汽在基管，翅片及翅顶上的凝结传热模型，对影响低螺纹管传热的结构参数翅片间距，翅片夹角以及当量翅高进行了计算分析，进而建立了低螺纹管管簇的凝结传热模型，得出了低螺纹管管簇的平均冷凝传热系数与管排数和管列数之间的关系式。     

翅片管外相变材料熔化过程的数值模拟

相变材料的低导热性阻碍了相变蓄热设备的传热过程.采用翅片管是目前提升相变蓄热器传热速率的主要方法.使用Fluent软件中的Solidification/Melting模型对翅片管外相变材料熔化过程进行数值模拟,得到固-液相界面随时间的变化.通过改变翅片的厚度、翅片间距等参数,分析了不同的翅片参数对熔化时间的影响.结果表明:翅片的导热系数对蓄热时间影响较小;在一定范围内增加翅片的厚度可以强化相变储热过程,之后继续加厚翅片对蓄热时间影响不大;翅片间距对蓄热时间影响显著,缩小间距能大幅度缩短蓄热时间.