椭圆管翅式换热器空气侧传热和流动特性的数值模拟

发布时间：2025-06-24 02:06

　　 建立了椭圆管百叶窗翅片换热器三维模型,对椭圆管翅式换热器空气侧传热和流动特性进行了数值模拟,分析管径、管排数、翅片间距对椭圆管翅式换热器空气侧传热流动的影响。结果表明:管排数为1～3时,椭圆管百叶窗翅片换热器空气侧换热系数随换热器管排数的增加而降低,最大降幅达17.1%;椭圆率为2:3的椭圆管翅式换热器综合性能最好,与同周长圆管管翅式换热器相比,换热性能提高了10.1%,降阻幅度达32.3%;随着风速的提高,翅间距对管翅式换热器换热性能及阻力影响逐渐降低。

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【部分图文】：

图1 计算区域示意图

椭圆管翅式换热器由铝制翅片和换热铜管组成,其结构尺寸如表1所示。为了保证数值计算时具有相同换热表面积,设定椭圆管的周长与直径为7mm的圆管相等,椭圆管的椭圆率(长短轴比)为1∶1～1∶2,根据翅片结构的对称性和周期性,百叶窗翅片管换热器的三维计算区域如图1所示。计算域上下表面为....

图2 计算域网格

同时,为了节省计算时间,在保证计算精度的基础上,对计算区域分块处理,计算域网格如图2所示,倾斜的百叶窗与平翅片之间过度区域划分四面体非结构网格,其余部分划分六面体结构网格。在翅片表面划分边界层网格,边界层网格共3层,第1层高度为0.05mm,增长比设定为1.2。进口区域网格尺寸....

图3 百叶窗翅片网格

图2计算域网格1.3网格独立性验证

图4 数值计算结果与文献[13]实验关联式结果对比

为了进一步验证数值计算结果的可靠性,本文将椭圆管翅式换热器(管排数N=2,开窗角度θ=30°,翅片间距Fp=1.5mm)的数值计算结果与文献[13]实验关联式计算结果进行对比,结果如图4所示。当437≤Re≤4075时,Colburnj因子数值计算结果最大偏差为9.9%,平....

本文编号：4052334