翅片椭圆管偏斜角对风洞换热器性能的影响

发布时间：2025-05-28 04:05

　　 基于某风洞换热器结构,建立了翅片椭圆管换热器的三维模型。研究了翅片椭圆管的偏斜角α对换热器传热、压降特性及出口空气温度场均匀性的影响。由于换热器的当量直径较小,雷诺数Re的变化范围为3 500～5 200。数值模拟结果表明:椭圆管偏斜角的改变影响了换热管尾涡的流向,从而改变了换热器的性能;随着椭圆管偏斜角的增大,换热性能增大的趋势减缓,而压力损失增大的趋势逐渐加剧;当椭圆管偏斜10°时,换热器不仅具有较优的整体性能,而且具有较优的出口空气温度均匀性。

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【部分图文】：

图1 偏斜翅片椭圆管示意图

图1为所研究的偏斜翅片管换热器示意图,选取图1a中虚线框标示的周期单元进行模拟计算。主要几何尺寸如表1所示。表1翅片椭圆管主要几何参数翅片宽度H/mm80翅片长度L/mm60椭圆长半轴长度a/mm24椭圆短半轴长度b/mm8翅片厚度δ/mm0.3翅片间距F....

图2 模型可靠性验证

将模型的数值模拟结果与Tang等人的实验结果[20]进行了对比,结果如图2所示。Nu的最大偏差为12.3%,最小偏差为0.88%;f的最大偏差为16.3%,最小偏差为1.0%。由此可以看出,数值模拟结果与实验结果吻合较好,说明采用该数值方法分析换热器传热、压降特性,以及出口空气温....

图3 Nu随Re的变化

从图3可以看出,在相同的偏斜角下,平均Nu随着Re的增大而增大。偏斜角对平均Nu有轻微的影响。与0°偏斜角结构相比,随着偏斜角的增大,平均Nu相应增长了1.87%～3.92%。从图4可以看出,f随着Re的增大而减小。当偏斜角较小时(如偏斜5°),f的增长不明显。随偏斜角增大,f增....

图4 f随Re的变化

从图4可以看出,f随着Re的增大而减小。当偏斜角较小时(如偏斜5°),f的增长不明显。随偏斜角增大,f增幅变大。当偏斜角为20°时,f增至约9%。整体性能θ表示的是换热与压降性能的综合指标,其随Re的变化如图5所示。可见,整体性能随Re的变化并不是单调的。以θ=1(α=0°)为基....

本文编号：4048049