不同進風(fēng)條件下翅片管換熱器的實驗研究及數(shù)值分析.pdf

1、翅片管換熱器在動力、化工、石油化工、制冷工程中應(yīng)用非常廣泛，是當(dāng)前使用最多的換熱器之一。因此，分析和研究翅片管換熱器的特性，不僅有很重要的現(xiàn)實意義，而且對當(dāng)前的節(jié)能減排有重要的推動作用。
　　影響翅片管換熱器性能的參數(shù)主要包括翅片間距、管排數(shù)、翅片厚度、管徑、翅片材料、管內(nèi)介質(zhì)溫度、流量、干濕球溫度、流速和換熱器傾斜角度等方面。目前，由國內(nèi)外大量的研究資料可以看出，對換熱器的傾斜角度以及進風(fēng)條件對其換熱及壓降的影響的研究比較少，多

2、集中在翅片管換熱器本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)上。
　　本文利用焓差法實驗臺對換熱器進行實驗，除了保證傳感器的精度外，還必須保證實驗工況的穩(wěn)定性。實驗工況的穩(wěn)定性已經(jīng)在搭建實驗臺階段經(jīng)過調(diào)試得到保證，也得到了穩(wěn)定的測試方法。本文即對所選被測換熱器通過此種測試方法進行實驗。
　　本文的研究對象是換熱器的空氣側(cè)換熱及壓降特性。本文以實驗作為主要研究手段，同時輔助于CFD數(shù)值模擬的方法，對不同傾斜角度的換熱器、分別在自由進風(fēng)及受限進風(fēng)條件下的性

3、能進行了研究和分析。主要研究工作內(nèi)容有：
　　1.實驗研究了自由進風(fēng)下?lián)Q熱器的傳熱及壓降特性
　　被測換熱器在6種傾斜角度（-60°,-45°,-30°,30°,45°,60°）下空氣側(cè)的換熱及壓降特性有何不同；
　　2.實驗研究了當(dāng)換熱器在以上六種傾斜角度下，自由進風(fēng)和受限進風(fēng)對空氣側(cè)換熱和壓降特性的影響；
　　3.實驗研究了在受限進風(fēng)條件下，當(dāng)換熱器傾斜角度相同時，換熱器空氣側(cè)換熱和壓降特性受進風(fēng)角度的影響。

4、
　　4.空氣側(cè)換熱特性的數(shù)值模擬計算利用Fluent軟件對換熱器進行數(shù)值模擬，對實際被測換熱器進行了模型簡化，計算了自由進風(fēng)條件和受限進風(fēng)條件下?lián)Q熱器空氣側(cè)換熱系數(shù)，選取了幾種角度下的計算結(jié)果與對應(yīng)的實驗結(jié)果相比較，由實驗和模擬的結(jié)果可以看出該實驗和模型結(jié)果可靠性。
　　通過以上的研究工作，得出了以下結(jié)論：
　　1.在自由進風(fēng)條件下，換熱器傾角θ=±45°時的換熱系數(shù)較高，正傾斜角度的換熱效果優(yōu)于負(fù)傾斜角度，數(shù)值模擬

5、結(jié)果發(fā)現(xiàn)在θ=±45°時出口空氣平均溫度低于其他角度的出口空氣平均溫度，故換熱系數(shù)較高；
　　2.壓降隨著傾斜角度?的絕對值的增大而增大；
　　3.在正傾斜角度下，自由進風(fēng)的換熱效果優(yōu)于受限進風(fēng)的換熱效果，負(fù)傾斜角度得到的結(jié)果相反。數(shù)值模擬選取負(fù)傾斜角度研究，發(fā)現(xiàn)負(fù)傾斜角度下自由進風(fēng)的換熱器出口空氣平均溫度高于受限進風(fēng)條件下的溫度，故換熱系數(shù)前者高于后者。
　　4.壓降不受有無進風(fēng)管存在的影響；
　　5.相同傾斜