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.     

新型三角孔翅片的对流传热及压降特性

为了充分利用边界层的起始段效应,以达到强化传热的目的,提出一种新型横排三角形多孔翅片。运用计算流体力学（CFD）软件对翅片热力性能进行了数值计算,与相关试验结果进行对比,验证数值分析的有效性与准确性。在此基础上,分析不同的开孔率以及孔错开间距等因素对新型多孔翅片热力性能的影响。结果表明:较大开孔率翅片总体传热特性优于较小开孔率翅片;孔错开间距为1/2单元宽度的翅片具有较大的传热品质因子,传热性能更好。最后,通过与锯齿翅片传热品质因子j/f^1/3进行比较得出,三角孔翅片具有较优越的传热性能。     

错齿翅片的传热与阻力性能试验

对9种不同结构参数的错齿翅片进行传热和流动阻力性能试验,分析比较翅片的间距、高度和节距等结构参数对其传热因子和阻力性能的影响.同时,利用场协同原理揭示错齿翅片强化传热的机理,并采用单位面积泵功率的评价方法,比较9种翅片的强化传热效果.结果表明,错齿翅片的节距和长度对其热工性能影响最为显著.     

桥式翅片流动和传热性能的实验研究和数值模拟

对设计的桥式翅片换热器空气侧的传热和阻力性能进行了实验研究,将大量的实验数据进行了线性回归,得出了在实验雷诺数范围内传热和阻力性能关联式及特性曲线.对比可知,在相同泵功情况下桥式翅片换热器比相同尺寸的平直翅片换热器具有更高的传热性能.同时,对以上两种翅片空气侧的温度场和速度场进行了数值模拟,并利用场协同原理对模拟结果进行了分析.分析结果表明,桥式翅片换热器具有更高传热性能的根本原因在于翅片的桥式布置能有效地改善翅片温度场和速度场的协同性.     

齿型螺旋翅片管束传热及通风特性试验研究

对一种先进的强化换热元件──齿型螺旋翅片管束进行了传热及通风阻力特性试验研究，试验用直接法进行．得出受洁净气流冲刷时该管束传热特性关联式和通风阻力特性关联式，并将该种齿型螺旋翅片管束的性能与相同结构的整体型螺旋翅片管束进行了比较．     

错列锯齿型钢翅片几何参数和模具磨损对其性能的影响

搭建新型单翅片性能试验台,对同一副模具冲制的齿高为3.0~3.6 mm、齿距为6.81~8.45 mm的6种锯齿型翅片进行低雷诺数下传热和阻力性能的试验研究,并对翅片模具磨损规律和寿命进行了量化的探讨.将试验结果与三维仿真结果以及Muzychka的研究结果进行比较,三者的趋势吻合良好.基于Levenberg-Marquardt法对试验数据进行回归分析,得到翅片传热因子和摩擦因子的试验关联式.通过测试生产线上一副模具在不同冲压次数下翅片的性能,发现模具磨损过程存在3个阶段,第2阶段的翅片质量比较稳定;该类模具的推荐使用寿命为105万次,超过该冲压次数后翅片毛刺明显增多.研究结果为错列锯齿型钢翅片的性能优化提供了参考.     

大间隙锯齿翅片的传热流动特性

采用计算流体动力学(CFD)方法对一种用于冷凝式烟气余热回收的大间距不锈钢锯齿翅片进行了数值模拟,研究了该翅片的传热和流动性能,并在搭建的风洞的试验台上进行了实验验证.结果表明:其传热因子j和摩擦因子f均随着雷诺数的增加而减小,获得的Re-j和Re-f性能曲线可以为新型余热回收换热装置的优化设计提供依据.     

开缝翅片流动和传热性能的实验研究及数值模拟

对2排X型双向开缝翅片管换热器空气侧的传热及阻力性能进行了实验研究, 在实验的 Re范围内得出了传热和阻力的性能关联式及特性曲线.比较得出,开缝翅片的传热性能远高于平直翅片,与单向开缝翅片相比,X型双向开缝翅片的性能更好.通过数值模拟得出了 X型双向开缝翅片的效率计算曲线.应用场协同原理,对数值模拟得到的气流在2片翅片之间的温度场、速度场、对流换热系数及压降在流动方向上的沿程变化进行了分析.结果表明,开缝翅片有效强化传热的根本原因是翅片开缝后改善了速度和温度梯度的协同性.     

对片条式翅片加工要求的分析

根据过去对国内某些工厂生产的片条式翅片传热j因子与流体阻力系数f测定结果,从理论上分析了这些翅片传热性能较差的主要原因是来自翅片间距加工误差,并在这些分析基础上提出了对翅片加工要求的初步建议。     

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。     

列管平直波纹翅片的阻力和放热性能

本文对列管平直波纹翅片传热表面气侧阻力和放热性能进行了试验研究。直接从传热系数 K的测定值中将气侧放热系数α_c 分离出来,从而避免了测量平直波纹翅片平均壁温的困难。对于三种不同几何参数的试件,针对阻力和放热性能,本文将试验数据整理成了各自的准则方程,方程可供这种型面的换热器设计计算之用。     

增压空冷器用开缝翅片的结构优化设计

利用粒子图像测速技术和红外热成像技术,对增压空冷器用圆弧型和X型开缝翅片空气侧的流动和传热特性进行了可视化实验研究．在实验的雷诺数（800-3400）范围内,得到了阻力和换热特性曲线,以及能反映流动和传热微观特性的流场和温度场．实验结果表明,圆弧型开缝翅片的阻力小于X型开缝翅片,并且前者在强化圆管背风侧的换热特性方面优于后者,但后者整体的场协同性和换热性能优于前者．结合两种翅片的优点,优化设计出了一种新型的开缝翅片（X圆弧型）．对3种开缝翅片的流动和换热特性进行了数值模拟。模拟结果与实验结果吻合得很好．模拟结果表明,优化后的X圆弧型开缝翅片的场协同性、换热性能均优于前两种翅片．新翅片在考虑了阻力因素后的综合换热性能较圆弧型开缝翅片提高了7％～15％,较X型开缝翅片提高了3％～9％．     

冷凝器百叶窗翅片的传热和几何参数优化

对汽车空调冷凝器使用的冲缝百叶窗翅片空气侧的传热与流动性能进行了实验研究和优化计算,分析了翅片的各种几何参数组合对传热量和流阻的影响,提出在相同的冷凝器迎风面积下,以最大传热量作为目标函数来选择翅片几何参数,并编写了计算机程序,计算结果与实验结果基本一致,表明文中提出的优化方法合理,可用于工程实际.     

阶梯型百叶窗翅片的热力性能分析

针对阶梯型百叶窗和百叶窗翅片分别建立三维模型,通过数值模拟方法得到两类翅片流动传热单元内的空气流场、温度场与压力场分布,据此比较分析二者的热力性能差异.结果表明:阶梯型百叶窗翅片的传热因子j和摩擦因子f均高于普通百叶窗翅片,雷诺数Re在558~2 510范围内,前者j因子较后者高出29.8%~18.6%,f因子增加39.7%~58.9%;雷诺数较低时,阶梯型百叶窗翅片的热力性能指标j/f1/3高出百叶窗翅片最高达16%;雷诺数高于2 232时,二者的差别则低于3.2%;阶梯型百叶窗翅片在低雷诺数条件下热力性能提高明显,对于较高的雷诺数,其优势减弱显著.     

汽车散热器百叶窗翅片的多结构仿真与实验研究

为了提升某汽车散热器百叶窗式翅片的综合性能,针对其几何结构进行优化,在原翅片数据的基础上分别建立了常规翅片、带三角翼结构的翅片和带三角翼的多区域结构翅片等三种类型百叶窗翅片模型。采用实验和仿真相结合的研究方法,将数值模拟结果与汽车散热器风筒实验结果进行对比,发现两者结果吻合较好,验证了数值模拟的可行性。通过对翅片的流动和传热分析以及利用j/f~(1/3)无量纲因子对翅片综合性能的评定,发现三角翼结构和多区域结构均有利于提升翅片的综合性能,并且得出带三角翼的多区域结构翅片综合性能最优。     

换热器翅片表面空气流动热力过程的数值模拟

为了减少换热器翅片设计中的盲目性和复杂性，利用FLUENT软件模拟了发生在双排／叉排波纹翅片表面的空气流动和传热过程．在合理简化物理模型的基础上，采用标准κ-ε模型和速度-压力耦合的SIMPLE算法，获得了有代表性的翅片表面温度分布、换热系数等值线图，以及表面气流速度矢量图和相关计算数据．分析了翅片入口风速对翅片表面的温度、气流流动、换热系数、换热量及气流阻力的影响．结果表明，增大入口风速有利于提高翅片的换热性能，但同时又会增加系统能耗，因此入口风速的确定必须考虑系统性能的优化．     

集流槽宽度对流水冷式油冷器翅片流动换热性能的影响

采用基于Navier-Stokes方程组对水冷式油冷器翅片中冷内却剂的流动情况进行了模拟。研究了翅片两端集流槽宽度对翅片流动换热性能的影响。结果表明,随着集流槽宽度的增加,翅片内部流动均匀性逐渐提高,流动死区的面积逐渐减小,冷却剂的对流换热逐渐增强,翅片内部高温区中冷却液的温度逐渐降低,冷却液温差逐渐减小。在翅片性能方面,随着集流槽宽度的增加,冷却剂在出、入口间的压降逐渐降低,平均对流换热系数变化不大,传热因子j与摩擦系数f之比逐渐增加,翅片综合性能逐渐提高。     

百叶窗式翅片换热器中的耦合传热

对汽车上常用的百叶窗式换热器的传热过程进行了分析,建立了翅片内导热与翅片间耦合对流换热的物理数学模型,并采用数值分析方法对该耦合传热问题进行了数值模拟计算.计算结果揭示了百叶窗翅片换热器内部的流场结构和换热状况.与经验公式计算结果相比,数值计算的百叶窗翅片换热器通道阻力和换热系数显示出与实测值更好的一致性.     

倾斜波纹翅片振荡流热管的三维数值模拟研究

对平板翅片和倾角分别为15°、30°、45°的波纹翅片振荡流热管的流体流动和传热过程进行了数值模拟研究,得到了流体的温度和速度分布,并将其进行比较分析。模拟结果表明波纹翅片振荡流热管的传热效果随着倾角的增大而增强,但同时也增大了压力损失。模拟结果对振荡流热管换热器的强化传热研究有一定的指导意义。     

空冷器球突翅片换热与不可逆性分析

数值模拟了球突翅片管外空气的流动和换热,并基于耗散概念对球突翅片换热的不可逆性进行了分析。结果表明:与平直翅片相比,直接空冷器单排管换热器采用球突翅片可使换热显著强化。当球突个数相同时,错排布置方式优于顺排;在Re=600～1 500的范围内,球突错排时,平均换热系数比平直翅片增加30%～55%,阻力系数增加50%～85%,同功耗强化换热指数PEC为1.14～1.27。球突翅片的等效热阻显著减小,其传热的不可逆性减弱,这正是球突翅片具有良好强化换热性能的物理机制。