翅片换热器的数值模拟与结构优化

以某雷达环控系统中发生泄漏的翅片换热器为研究对象,通过扫描电镜,对铜管进行失效分析。针对问题所在,对结构进行优化,提出均匀波纹和渐增波纹两种结构的换热器。利用ICEPAK软件进行热仿真分析,并对新旧换热器进行试验验证。旨在通过仿真分析,在保证换热量的基础上能够满足使用要求。结果表明:在相同条件下,渐增波纹翅片在所讨论的几种翅片管换热器中综合换热性能最优,与原先带内螺纹槽结构换热器换热量最为接近,并且试验未发生泄漏,能较好地满足优化设计要求。     

波纹翅片传热与流动特性数值仿真分析

采用数值计算方法,进行了波纹翅片传热与流动阻力特性的仿真研究。计算了波纹翅片上下表面换热系数沿着流动长度方向的变化特性;进行了波纹翅片无量纲曲率半径对换热系数、努塞尔数、管道压降、摩擦因子、管道进出口空气温差等的影响研究,绘制了波纹翅片换热性能评价图。研究结果表明,波纹翅片上下表面换热系数的大小沿着翅片长度方向呈现正弦形式波动,波动幅值逐渐较小;无量纲曲率半径的减小有利于提高波纹翅片的换热效果,但波纹翅片内空气流动的阻力也随之增大;换热性能评价图显示波纹翅片换热性能的增长率小于流动阻力的增长率。该研究内容为机车及动车组板翅式换热器空气翅片选型提供参考。     

典型波纹翅片单元流动与传热特性的数值研究

以两种典型的波纹翅片单元为研究对象,在合理简化条件下给出了物理模型和数学模型,通过流固界面的传热耦合,对不同进口风速下波纹翅片单元的流动及传热和阻力特性进行了数值研究.通过对传热系数,Nu数、压降以及涡量分布的对比分析,结果表明:人字形翅片的传热性能优于波浪形翅片,而流动阻力性能却没有明显的劣势,其主要原因是翅片流场中涡流的产生与耗散存在差异.     

正弦波纹翅片管换热器传热和阻力特性的试验研究

对不同翅片间距、不同管排数的9个正弦波纹翅片管换热器元件进行了试验研究,给出了工业常用雷诺数范围内各元件翅片侧空气的换热和阻力性能关联式。文中还给出了包括翅片间距及管排数影响的通用关联式,为设计和选用正弦波纹大套片换热器提供了依据。     

水产品解冻冷能回收利用污水换热器的研究

针对水产品解冻水中冷能回收利用存在的问题,根据解冻水的特性,开发研制了一种专门用于解冻水回收利用的换热器。通过比较各种换热器结构型式,选用了人字形波纹板型换热器。进行了换热性能与流动阻力分析,建立了波纹倾角、波纹高度、波纹间距与努塞尔数、压降的关系,得出换热效果最佳时的波纹倾角、波纹高度、波纹间距组合。利用CFD软件分析,验证了设计的换热器换热效率高,满足实际工程需要。     

飞机地面空调车蒸发器几种典型翅片强化换热效果的仿真比较

为了提高飞机地面空调保障的保障效率,节省保障时间,对蒸发器的几种典型翅片的强化换热效果进行了研究,以确定不同种类翅片换热系数的大小,分析各种翅片的强化换热效果强弱。为此,选取了平直形、开缝形、三角形波纹形和正弦波波纹形等4种典型形式的换热器翅片,建立了4种翅片下的换热系数计算模型,利用Sim ulink仿真工具建立了用于换热系数计算的数学模型,并进行了仿真计算与分析。研究结果表明:与其它3种形式的换热器翅片相比,采用平直形翅片的飞机地面空调车蒸发器具有更高的换热系数,在蒸发器换热面积相同时,能够产生更好的制冷换热效果,进而节约航空兵部队和空军场站的飞行保障时间,提高飞行保障效率。     

百叶窗翅片车辆散热器性能研究

通过数值模拟方法对百叶窗翅片散热器流道中流体的流动和传热性能进行研究,将数值模拟结果与文献实验关联式计算结果进行对比,验证了数值模拟方法的正确性。将百叶窗翅片散热器的翅片间距与百叶窗间距两者关联起来,分析了其比值Fp/Lp和百叶窗倾角对于百叶窗翅片流道传热和压降性能的影响。而后分析了百叶窗翅片结构参数对于百叶窗流道间流体流动效率的影响。研究表明,百叶窗翅片的传热系数和压降随着Re数的增大而增大,随着百叶窗翅片间距与百叶窗间距比值Fp/Lp的增大而减小,随着百叶窗倾角的增大而增大。流动效率随着Re数的增大而增大,随着百叶窗翅片间距与百叶窗间距比值的增大而减小,随着百叶窗倾角的增大而增大。     

Research on performance of vehicle radiator with Iouvered fin

通过数值模拟方法对百叶窗翅片散热器流道中流体的流动和传热性能进行研究,将数值模拟结果与文献实验关联式计算结果进行对比,验证了数值模拟方法的正确性.将百叶窗翅片散热器的翅片间距与百叶窗间距两者关联起来,分析了其比值Fp/Lp和百叶窗倾角对于百叶窗翅片流道传热和压降性能的影响.而后分析了百叶窗翅片结构参数对于百叶窗流道间流体流动效率的影响.研究表明,百叶窗翅片的传热系数和压降随着Re数的增大而增大,随着百叶窗翅片间距与百叶窗间距比值Fp/Lp的增大而减小,随着百叶窗倾角的增大而增大.流动效率随着Re数的增大而增大,随着百叶窗翅片间距与百叶窗间距比值的增大而减小,随着百叶窗倾角的增大而增大.     

重力型热管结构优化数值模拟及传热试验研究

针对重力型热管及热管换热器,研究了翅片热管及加装涡流发生器的翅片热管对换热器的换热影响,通过优化热管结构实现了换热器换热效果的增强,最后采用试验的方法对不同结构的热管进行了传热特性研究,对模拟部分做了合理的验证。对裸管和安装横向翅片的热管换热效果进行了模拟对比分析,得出加装翅片能明显增强热管换热效果的结论。在对热管加装翅片的基础上加装了梯形翼涡流发生器,通过与未加装涡流发生器的翅片热管进行换热对比,并应用场协同理论在管外温度场与速度场的前提下对换热增强的机理进行了说明。     

机载电子设备泡沫金属换热器研究

机载电子设备朝着小型化、高集成度的方向发展,元器件散热问题日趋紧迫。泡沫金属是一种新型的功能材料,可增强电子设备换热器空气侧传热。对泡沫金属的结构、性能特点、换热机理进行了介绍,针对机载电子设备设计了一种泡沫铝换热器,与传统金属翅片换热器进行了实验对比,结果表明,泡沫铝换热器的散热效果明显优于传统金属翅片换热器。     

钉头管自支承式换热器的耦合传热及流场数值模拟研究

对钉头管自支承式换热器的结构进行合理简化,建立数值模型,用FLUENT软件对其温度场和流场进行数值模拟,分析比较了钉头管自支承式换热器对空气、水、润滑油3种介质的强化传热效果。结果表明钉头管自支承式换热器对粘度较小的空气介质效果更明显,其强化传热系数可达光管结构的1.7倍左右,压降为光管结构的1.04-1.08倍。     

三种管壳式换热器传热与流阻性能对比实验研究

弓形折流板换热器壳程流体横向冲刷换热管时存在流动阻力大和传热死区大等缺点,折流杆换热器壳程流体纵向流动,但当壳程流体雷诺数Re较小时传热性能不佳。为克服上述缺点,研究开发了一种新型高效节能的斜向流管壳式换热器,该换热器壳程流体总体呈纵向流动,局部区域流体倾斜冲刷换热管束。对斜向流换热器与折流板换热器和折流杆换热器传热与流阻性能的对比实验研究表明,在同等壳程流体流量下,斜向流管壳式换热器的传热系数、压降和综合性能均介于折流板换热器与折流杆换热器之间。研究结果为管壳式换热器升级换代提供了一种新技术和新装备,也为热力系统中换热器选型和结构优化设计提供了重要依据。     

开孔折流板对列管式换热器传热性能的影响研究

针对由传统弓形折流板结构带来的壳程流动死区,从而引起的流动阻力大、传热效率低等问题,本文对折流板进行开孔,通过数值模拟的方法研究开孔折流板结构对列管式翅片换热器壳侧流体流动、传热及阻力性能的影响。研究发现,折流板开孔后,壳程流动死区明显减小,壳程传热系数及压降同比开孔前降低了;综合换热性能同比开孔前提升了。壳程压降随开孔率及板间距的增大而减小,壳程努塞尔数Nu随板间距的增大逐渐增大。从综合换热性能及场协同的角度分析发现,开孔率x=0.229、折流板间距H=85 mm的列管式换热器综合传热性能最佳。     

微型换热器瞬态传热分析

以用于芯片冷却的微型换热器为研究对象,建立三维仿真模型,分析其在热负荷按指数型和周期型变化情况下的瞬态传热.根据获得的换热器温度场、温度梯度和热应力分布,比较了纯铜和氮化硅复合物两种材质对换热器的散热性能,结果表明:铜优良的导热性能使得铜换热器在稳态工况下散热性能优于复合材质换热器,但瞬态分析显示,氮氧化硅复合物在结构...     

新型高效扭曲管双壳程换热器的研制

应用计算流体力学模拟了不同扭距下扭曲管的传热性能。通过实验室测试并比较扭曲管换热器和弓形折流板换热器的传热性能差异;介绍了扭曲管双壳程换热器的结构设计创新。通过工业试验产品在某厂的成功应用,验证了该新型高效扭曲管双壳程换热器的综合强化传热能力比传统折流板换热器提高30％～40％,节能效益显著,工业应用前景广阔。     

栅板式换热器的传热性能研究

建立了栅板式换热器板内流体流动的二维物理模型,通过数值模拟和冲渣水试验,分析了回收余热的栅板式换热器的传热性能。模拟了板间距和入口流速对流动和流阻的影响;试验测试了栅板式换热器的压降,分析栅板式换热器传热和流阻特性,并拟合出其传热和压降准则关系式。     

螺旋扭曲扁管换热器的研究进展与工业应用

根据对流传热的场协同理论和螺旋扭曲扁管换热器的特殊结构,深入分析了螺旋扭曲扁管换热器的综合性能。回顾了螺旋扭曲扁管换热器在国内外研究进展情况,并对影响其综合性能的各影响因素进行了讨论,同时介绍了螺旋扭曲扁管换热器国内外工业应用实例。并对螺旋扭曲扁管换热器的进一步研究进行了展望。     

污水换热器性能测试与分析

对污水源热泵系统中污水换热器进行了现场测试,依据测试数据分析污水换热器换热量、传热系数的衰减规律。依据测试数据和理论计算分析了污水换热器内污水侧对流换热热阻和污垢热阻的变化规律,以及各热阻在总热阻中的所占比例。结果表明:洁净的污水换热器投入运行225h后,实际换热量为初始值的43.8%;实际传热系数为440W/(m2.℃),为初始值的46.3%;污水侧对流换热热阻占总热阻的60%,污垢热阻占总热阻的20%。提高污水换热器换热效率,保持污水换热器换热量的稳定应从降低污水侧对流换热热阻着手。     

管壳式换热器强化传热技术概述

总结了近年来国内外新型管壳式换热器的研究进展,从管程、壳程、管束三方面介绍了管壳式换热器的发展历程、结构改进及强化传热机理,并与普通弓形折流板换热器进行对比,概括了各式换热器的强化传热特点。最后指出了换热器的研究方向。     

地埋管换热器传热特性模拟与试验研究

利用土壤源热泵试验系统,进行不同埋管间距下夏季连续运行试验,用FLUENT软件建立竖直U型地埋管换热器与土壤间的传热模型,对不同管间距的U型地埋管周围土壤温度场和地埋管换热器传热特性进行了数值模拟,将数值模拟结果与试验数据进行对比分析。通过分析,得到了不同埋管间距对土壤源热泵系统性能的影响大小,以及地埋管周围土壤温度场的变化对地埋管换热器换热性能影响规律,验证了所建立的模型和所用模拟条件的正确性。