波紋開縫翅片管換熱器傳熱與流動(dòng)特性的
實(shí)驗(yàn)與數(shù)值研究
摘 要
翅片管換熱器被廣泛的用于供熱、通風(fēng)、空調(diào)與制冷工業(yè)的換熱器中．由于流體在緊
湊式翅片管換熱器中的流動(dòng)非常復(fù)雜，而換熟器的主要熱阻在空氣側(cè)，因此，提高空氣側(cè)
的換熱效率是提高換熱器的關(guān)鍵．為了增加空氣側(cè)的傳熱系數(shù)當(dāng)前主要采用的方法有：(1)
縮小幾何尺寸；(2)增強(qiáng)流體的紊流強(qiáng)度；(3)采用間斷表面．由于采用間斷表面既能破
壞邊界層又能增加流體的紊流強(qiáng)度，所以能更好的提高換熱系數(shù)，因此它是目前*廣泛采
用的技術(shù)．
本文主要針對(duì)目前在制冷與空調(diào)上大多是平板開縫翅片，而對(duì)于波紋翅片開縫的研究
還未見報(bào)道，所以本文對(duì)波紋表面進(jìn)行開縫；針對(duì)波紋結(jié)構(gòu)形式的設(shè)置了兩種不同縫，并
對(duì)它們進(jìn)行三維數(shù)值模擬，研究發(fā)現(xiàn)：開縫面積越大，換熱越好，而相應(yīng)的阻力損失也越
大．通過用目前常用的對(duì)翅片性能優(yōu)劣的評(píng)判法：JF因子評(píng)判法；可以看出波紋開縫的翅
片的JF因子明顯的大于波紋的JF因子，這充分說明波紋開縫是種性能比較優(yōu)的翅片結(jié)構(gòu)．
局部Nu數(shù)隨z軸的變化進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)它們的變化趨勢與其結(jié)構(gòu)特性有很大關(guān)系，由于
開縫結(jié)構(gòu)對(duì)邊界層有一定的破壞，使其邊界層分段發(fā)展，所以在開縫位置其局部分布呈現(xiàn)
出波浪形狀．文中還對(duì)影響開縫翅片的幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行傳熱與流動(dòng)的數(shù)值模擬，得出以下結(jié)
論：j因子隨著Re數(shù)、翅片厚度、翅片間距的增加而減??；№數(shù)隨著Re數(shù)增加而增加，
隨著翅片間距與翅片厚度的增加而減??；阻力損失系數(shù)(f因子)隨著Re數(shù)、翅片間距的
增加而減小，而隨著翅片厚度的增加是增加的，從以上的分析可以得出在選取翅片管抉熱
器時(shí)，應(yīng)盡量選取翅片間距小、厚度小的翅片，這樣能提高換熱效果，但同時(shí)壓力損失系
數(shù)也較大．
通過對(duì)其中一種波紋開縫翅進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，并把它與數(shù)值研究進(jìn)行對(duì)比．實(shí)驗(yàn)研究結(jié)
開縫翅片是一種性能比較優(yōu)越的翅片結(jié)構(gòu)，能顯著的提高傳熱．實(shí)驗(yàn)與計(jì)算比較顯示：計(jì)
驗(yàn)與計(jì)算結(jié)果的變化趨勢是一致的．
另外本文還對(duì)平板開縫翅片進(jìn)行數(shù)值研究，主要對(duì)平板開縫開成x型，并把它與目前
常見的開縫翅片進(jìn)行比較．研究結(jié)果顯示：隨著開縫面積的增加，其傳熱增加，但其壓力
以后，三種開縫翅片的JF因子則相差不大．通過對(duì)流場分析發(fā)現(xiàn)x型翅片能一定程度的
減小圓管后的尾跡區(qū)，使得管后的換熱增強(qiáng)。
關(guān)鍵詞：翅片管換熱器，波紋開縫翅片。X．型開縫翅片，JF因子，強(qiáng)化傳熱，場協(xié)同原理，
數(shù)值模擬
An andnumerical ofheat
experimental investigation
transferandflowcharacteristiesoftheslit
of fin—andtubeheat
wavy exchangers
Abstract
Fin-and-tubeheat are usedinthe and
exchangerscommollIy process
flowin heat
exchangers
ventilation,air-conditioning，andrefi49eration)industries．Thecompact
isknowtobe oftheair-cooledheat is
very very
complex．11塢airsideperformance exchangers
informationsince heat is
importa
