平直开缝翅片传热特性的三维数值模拟及场协同原理分析 被引量：77

1

作者 屈治国 何雅玲 陶文铨 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期825-827,共3页

本文用数值模拟的方法对翅片管换热器中广泛使用的平直开缝翅片的传热特性进行了数值模拟。结果表明在平翅片后部开缝与在翅片前部开缝相比,换热增强更多,并用场协同理论分析说明,在速度场和温度场协同比较差的区域开缝要比在场协同比... 本文用数值模拟的方法对翅片管换热器中广泛使用的平直开缝翅片的传热特性进行了数值模拟。结果表明在平翅片后部开缝与在翅片前部开缝相比,换热增强更多,并用场协同理论分析说明,在速度场和温度场协同比较差的区域开缝要比在场协同比较好的区域开缝对传热强化更有效。 展开更多

关键词 开缝翅片 数值模拟 场协同

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开缝翅片压降和换热特性的数值模拟 被引量：25

2

作者 胡俊伟 丁国良 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期1639-1642,共4页

利用计算流体力学软件STAR-CD研究了开缝翅片管式换热器的换热和压降特性,分析了开缝翅片厚度对换热器压降、换热特性的影响,并用场协同理论分析了计算结果.得出了翅片开缝能起到强化翅片换热的效果且开缝翅片厚度存在最佳值等结论,为... 利用计算流体力学软件STAR-CD研究了开缝翅片管式换热器的换热和压降特性,分析了开缝翅片厚度对换热器压降、换热特性的影响,并用场协同理论分析了计算结果.得出了翅片开缝能起到强化翅片换热的效果且开缝翅片厚度存在最佳值等结论,为优化新型管翅式换热器提供参考.同时,将模拟计算结果与实验结果加以比较.结果表明,数值模拟与实验结果基本吻合. 展开更多

关键词 开缝翅片 翅片厚度 换热系数 数值模拟

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空调蒸发器用管翅式换热器开缝翅片的数值设计 被引量：18

3

作者 金巍巍 屈治国 +2 位作者 张超超 何雅玲 陶文铨 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期688-690,共3页

通过三维层流数值模拟,与平片计算结果对比,设计了适用于低流速和Re数(迎面风速1-3 m／s,对应Re数 901-2702)下的空调蒸发器用管翅式换热器的开缝翅片形式。研究表明:在上述迎面风速和Re数范围内,开缝翅片性能曲线和平片性能曲线不可避... 通过三维层流数值模拟,与平片计算结果对比,设计了适用于低流速和Re数(迎面风速1-3 m／s,对应Re数 901-2702)下的空调蒸发器用管翅式换热器的开缝翅片形式。研究表明:在上述迎面风速和Re数范围内,开缝翅片性能曲线和平片性能曲线不可避免地有一个交叉点,对应Re数称为转折Re数,在交叉点前的速度和Re数范围内,平片换热器的综合性能优于开缝翅片,而在高于转折Re数后,随着迎面风速的增大,开缝翅片的综合换热性能将越来越优于平片;依据“前疏后密”原则适当减少开缝翅片换热器开缝的条数,可以有效降低转折Re数,并显著改善低流速和Re数下换热器的综合性能。另外,再次验证了场协同理论-温度场和速度场的协同性与换热器换热量间的必然联系。 展开更多

关键词 开缝翅片 数值模拟 优化设计 转折Re数 场协同

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小管径开缝翅片管式换热器空气侧传热综合性能研究 被引量：16

4

作者 朱珊云 戴源德 +1 位作者 曹杰 陈满 《流体机械》 CSCD 北大核心 2022年第5期68-75,共8页

为了探究翅片间距P_(f)和相对开缝高度S_(h)/P_(f)对翅片管换热器空气侧传热与阻力特性的影响,以5 mm小管径百叶窗式开缝翅片管换热器为研究对象,利用CFD耦合传热数值模拟并结合对流传热综合性能评价准则进行分析。研究结果表明:在P_(f)... 为了探究翅片间距P_(f)和相对开缝高度S_(h)/P_(f)对翅片管换热器空气侧传热与阻力特性的影响,以5 mm小管径百叶窗式开缝翅片管换热器为研究对象,利用CFD耦合传热数值模拟并结合对流传热综合性能评价准则进行分析。研究结果表明:在P_(f)=1.30~1.50 mm范围内,空气侧Nu和阻力系数f均随P_(f)的增加而减小;在Re=457~2907范围内,S_(h)/P_(f)对开缝翅片管换热器传热性能的影响与Re有关,减小S_(h)/P_(f)可以改善空气侧阻力性能和对流传热综合性能;当Re<1300时,随着P_(f)的增加,对流传热综合性能先增加后减小,P_(f)=1.40 mm,S_(h)/P_(f)=0.40时,对流传热综合性能可达到最佳;当Re>1300时,增加P_(f)有利于提高综合传热性能。 展开更多

关键词 小管径 开缝翅片 换热器 综合传热性能 数值模拟

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析湿工况下带亲水层开缝翅片管换热器空气侧传热传质特性 被引量：15

5

作者 马小魁 丁国良 张圆明 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1911-1916,共6页

对7个带亲水层开缝型翅片管换热器在析湿工况下空气侧传热传质特性进行了实验研究,分析了翅片间距和入口相对湿度对空气侧传热传质特性的影响。结果表明,随着翅片间距的增加,空气侧的传热传质特性均逐渐减弱。入口相对湿度对空气侧的传... 对7个带亲水层开缝型翅片管换热器在析湿工况下空气侧传热传质特性进行了实验研究,分析了翅片间距和入口相对湿度对空气侧传热传质特性的影响。结果表明,随着翅片间距的增加,空气侧的传热传质特性均逐渐减弱。入口相对湿度对空气侧的传热特性几乎没有影响。随着入口相对湿度的增加,空气侧的传质特性逐渐减弱。开发了反映空气侧传热特性的Colburn传热因子Jh和反映传质特性的Colburn传质因子Jm的关联式,所开发关联式在±15%误差范围内分别能涵盖96.6%和81.4%的实验数据,其平均误差分别为5.3%和8.5%。 展开更多

关键词 开缝翅片 析湿工况 亲水层 传热 传质 关联式

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波纹开缝翅片管换热器传热与流动性的数值模拟 被引量：12

6

作者 李军 吴学红 +2 位作者 徐青 凌长明 张正国 《广东海洋大学学报》 CAS 2008年第4期82-85,共4页

提出一种波纹开缝翅片管换热器,对其传热与流动特性进行三维数值模拟,选择Re范围在1 000到5 000时与平板开缝翅片的模拟相比较。结果表明,在Re小于2 752时,平板开缝比波纹开缝的换热效果好,而Re大于2 752时,波纹开缝比平板开缝换热效果... 提出一种波纹开缝翅片管换热器,对其传热与流动特性进行三维数值模拟,选择Re范围在1 000到5 000时与平板开缝翅片的模拟相比较。结果表明,在Re小于2 752时,平板开缝比波纹开缝的换热效果好,而Re大于2 752时,波纹开缝比平板开缝换热效果更好,并且波纹开缝翅片管换热器的流动阻力小于平板开缝,因此,Re大于2 752时波纹开缝比平板开缝综合效果更好。 展开更多

关键词 翅片管换热器 开缝翅片 波纹翅片 传热特性 流动特性 数值模拟

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开缝翅片管换热器表面积尘与压降特性的实验研究 被引量：10

7

作者 唐家俊 詹飞龙 +2 位作者 胡海涛 丁国良 庄大伟 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1-6,共6页

翅片管换热器表面沉积的粉尘会导致换热器压降增加。本文搭建了换热器积灰可视化实验台,选取开缝翅片管换热器为测试样件,在风速范围为1.0~2.3 m/s,喷粉浓度范围为2.1~10.8 g/m^3的条件下进行实验,研究了换热器表面的粉尘沉积特性及空... 翅片管换热器表面沉积的粉尘会导致换热器压降增加。本文搭建了换热器积灰可视化实验台,选取开缝翅片管换热器为测试样件,在风速范围为1.0~2.3 m/s,喷粉浓度范围为2.1~10.8 g/m^3的条件下进行实验,研究了换热器表面的粉尘沉积特性及空气侧压降变化。结果表明:粉尘主要沉积在翅片迎风面的前缘开缝处以及换热管的迎风面上;高风速有利于粉尘沉积并增大积灰前后压降增幅,在风速变化范围内,粉尘沉积量最多增加98.4%,积灰前后压降增幅最多增加93.8%;提高喷粉浓度有利于粉尘沉积并增大积灰前后的压降增幅;在喷粉浓度变化范围内,粉尘沉积量最多增加22.8%,积灰前后压降增幅最多增加28.6%;在积灰过程中,空气侧压降比粉尘沉积量更快达到稳定状态。 展开更多

关键词 翅片管换热器 粉尘沉积 压降 开缝翅片 实验研究

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多种平直开缝翅片换热特性的数值研究 被引量：9

8

作者 杜鹃 钱作勤 +2 位作者 陈昌 代中元 刘江伟 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期612-617,共6页

采用有限体积法商业软件FLUENT,应用SIMPLE算法对某管翅式换热器平直开缝翅片的换热特性进行了数值研究,并提出了多种改进翅片模型.将这些改进模型与原模型在相同仿真条件下进行3D数值对比分析,结果表明：翅片的形状、开缝位置对翅片的... 采用有限体积法商业软件FLUENT,应用SIMPLE算法对某管翅式换热器平直开缝翅片的换热特性进行了数值研究,并提出了多种改进翅片模型.将这些改进模型与原模型在相同仿真条件下进行3D数值对比分析,结果表明：翅片的形状、开缝位置对翅片的总换热量、平均压降和阻力系数等均有影响;在来流速度为5 m/s时,“前疏后密”的双向开缝翅可使传热提高11.8％,压降上升15.7％左右;双耳结构的旋转型翅片在Re=2 400～8 400时,可使传热提高5％～8.28％,压降仅提高0.25％～0.83％,综合性能最佳,为管翅式换热器翅片的设计提供了有益的参考. 展开更多

关键词 管翅式换热器 平直翅片 开缝翅片 传热 数值模拟

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圆弧型与X型开缝翅片空气侧流动与传热特性可视化试验 被引量：8

9

作者 李红智 罗毓珊 +3 位作者 王海军 陈听宽 熊伟 李晨飞 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1936-1941,共6页

利用粒子图像测速(PIV,particle i mage veloci metry)技术和红外热成像技术对增压空冷器空气侧的4排叉排圆弧型和X型开缝翅片的流动和传热特性进行了可视化试验研究。在试验的Reynolds数范围内,得到了阻力和换热特性曲线以及能反映流... 利用粒子图像测速(PIV,particle i mage veloci metry)技术和红外热成像技术对增压空冷器空气侧的4排叉排圆弧型和X型开缝翅片的流动和传热特性进行了可视化试验研究。在试验的Reynolds数范围内,得到了阻力和换热特性曲线以及能反映流动和传热细节的流场和温度场。试验结果表明:X型开缝翅片的波动强度、流动阻力大于圆弧型开缝翅片,但前者的换热性能和场协同性优于后者。提出的新概念波动强度是表征翅片结构对流场扰动程度的物理量,波动强度越大,流场内的速度梯度、涡量强度越大,翅片结构对流场的扰动越大。可视化的试验结果为后续的数值模拟和翅片结构优化设计提供了可靠的试验依据。 展开更多

关键词 开缝翅片 粒子图像测速 红外热成像 场协同原理 波动强度

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增压空冷器用开缝翅片的结构优化设计 被引量：7

10

作者 李红智 罗毓珊 +3 位作者 王海军 陈听宽 熊伟 李晨飞 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1356-1360,共5页

利用粒子图像测速技术和红外热成像技术，对增压空冷器用圆弧型和X型开缝翅片空气侧的流动和传热特性进行了可视化实验研究．在实验的雷诺数（800-3400）范围内，得到了阻力和换热特性曲线，以及能反映流动和传热微观特性的流场和温度... 利用粒子图像测速技术和红外热成像技术，对增压空冷器用圆弧型和X型开缝翅片空气侧的流动和传热特性进行了可视化实验研究．在实验的雷诺数（800-3400）范围内，得到了阻力和换热特性曲线，以及能反映流动和传热微观特性的流场和温度场．实验结果表明，圆弧型开缝翅片的阻力小于X型开缝翅片，并且前者在强化圆管背风侧的换热特性方面优于后者，但后者整体的场协同性和换热性能优于前者．结合两种翅片的优点，优化设计出了一种新型的开缝翅片（X圆弧型）．对3种开缝翅片的流动和换热特性进行了数值模拟。模拟结果与实验结果吻合得很好．模拟结果表明，优化后的X圆弧型开缝翅片的场协同性、换热性能均优于前两种翅片．新翅片在考虑了阻力因素后的综合换热性能较圆弧型开缝翅片提高了7％～15％，较X型开缝翅片提高了3％～9％． 展开更多

关键词 开缝翅片 粒子图像测速 红外热成像 数值模拟 场协同

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汽车动力锂电池组翅片式散热性能仿真分析 被引量：7

11

作者 王世学 张宁 高明 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期213-220,共8页

以计算流体动力学(CFD)为基础,应用商业软件ANSYS Fluent进行仿真分析,研究具有不同结构尺寸的翅片式电池热管理系统的冷却性能.首先,通过实验与模拟对比单体电池在不同放电倍率下放电时的温度变化,验证了仿真分析的可靠性.其次,以模块... 以计算流体动力学(CFD)为基础,应用商业软件ANSYS Fluent进行仿真分析,研究具有不同结构尺寸的翅片式电池热管理系统的冷却性能.首先,通过实验与模拟对比单体电池在不同放电倍率下放电时的温度变化,验证了仿真分析的可靠性.其次,以模块的最高温度和最大温差作为温度控制的监控参数,模拟分析了不同结构尺寸翅片对电池组热性能的影响,发现加入翅片可以显著降低电池组的最高温度,改善温度场的均匀性,而翅片开缝可以扰动空气流场,同时减轻热管理系统质量,提高电池组热管理系统的综合性能. 展开更多

关键词 锂离子电池 薄片电池 热管理系统 翅片 开缝翅片

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析湿工况下亲水层对开缝翅片管换热器空气侧换热压降特性影响分析 被引量：5

12

作者 马小魁 丁国良 张圆明 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1910-1915,共6页

对附带亲水层和没有附带亲水层的开缝翅片管换热器在析湿工况下的空气侧特性进行了实验研究,分析了亲水层对空气侧换热和压降特性的影响.实验结果表明:析湿工况下亲水层使翅片管换热器空气侧的换热特性减弱,风速和翅片间距越小时,减弱... 对附带亲水层和没有附带亲水层的开缝翅片管换热器在析湿工况下的空气侧特性进行了实验研究,分析了亲水层对空气侧换热和压降特性的影响.实验结果表明:析湿工况下亲水层使翅片管换热器空气侧的换热特性减弱,风速和翅片间距越小时,减弱程度越强;对于相同结构参数没有亲水处理过的翅片,亲水处理过翅片的空气侧换热系数降低的最大值可达到25.4%;亲水层对降低空气侧的压降则有显著作用,降低的最大值可达到51%;附带亲水层与未附带亲水层开缝翅片管换热器析湿工况下,空气侧换热系数比和压降比关联式的平均误差分别为5.6%和8.4%,在±15%误差范围内分别能涵盖93.4%和84.2%实验数据. 展开更多

关键词 开缝翅片 析湿工况 亲水层 换热 压降

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空气冷却器开缝翅片传热与流动特性的数值模拟研究 被引量：4

13

作者 沈佳敏 卢志明 朱成辉 《轻工机械》 CAS 2010年第5期28-31,共4页

文章采用CFD软件FLUENT对空压机中间冷却器用开缝翅片和平直翅片的流动和传热进行了三维数值模拟。通过建立管翅结构的局部模型,利用标准κ-ε湍流方程,研究了温度、速度等在翅片附近的分布,并对比了平直翅片和开缝翅片的模拟结果。结... 文章采用CFD软件FLUENT对空压机中间冷却器用开缝翅片和平直翅片的流动和传热进行了三维数值模拟。通过建立管翅结构的局部模型,利用标准κ-ε湍流方程,研究了温度、速度等在翅片附近的分布,并对比了平直翅片和开缝翅片的模拟结果。结果显示:开缝翅片对空气流动有较大扰动作用,在开缝结构附近出现了大量涡流,强化了空气和冷却水之间的传热过程。在同样条件下,开缝翅片空气侧换热系数比平直翅片大8%,而开缝翅片的压力降比平直翅片也相应增大。 展开更多

关键词 传热学 冷却器 数值模拟 流动特性 开缝翅片

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二种开缝翅片特性的试验及数值模拟比较研究 被引量：5

14

作者 熊伟 罗毓珊 +2 位作者 王海军 陈听宽 李红智 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期11-14,共4页

为了强化空冷器的换热性能,利用红外热像仪和Fluent软件等对增压空冷器空气侧的X型及圆环扇面型2种4排开缝翅片的传热和阻力性能进行了试验和数值模拟研究,在试验的Re数范围内得出了传热和阻力的特性曲线,并通过模拟得出了气流在2片翅... 为了强化空冷器的换热性能,利用红外热像仪和Fluent软件等对增压空冷器空气侧的X型及圆环扇面型2种4排开缝翅片的传热和阻力性能进行了试验和数值模拟研究,在试验的Re数范围内得出了传热和阻力的特性曲线,并通过模拟得出了气流在2片翅片间的温度场、流场以及阻力和换热特性曲线在试验Re数范围内的对比。结果表明,数值模拟与试验值基本吻合,X型开缝翅片的传热性能不仅高于圆环扇面型开缝翅片,同时X型的压力损失还小于圆环扇面型开缝翅片。 展开更多

关键词 增压空冷器 开缝翅片 数值模拟

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圆弧形组合开缝翅片三维数值模拟 被引量：3

15

作者 王成刚 郑晓敏 +2 位作者 王小雨 谢小恒 喻九阳 《化工机械》 CAS 2012年第1期62-65,共4页

用数值模拟的方法对翅片管换热器中一种新型圆弧形组合翅片的传热特性进行了数值模拟,结果表明:在翅片后半部开缝与在翅片前半部开缝相比,换热性能增加7%左右,但阻力降不明显。

关键词 开缝翅片 翅片管换热器 数值模拟 传热 阻力

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LED路灯热管散热器翅片开缝优化设计 被引量：3

16

作者 王林习 虞斌 +1 位作者 沈中将 王佩顺 《电子设计工程》 2016年第10期108-110,113,共4页

针对散热器底部存在空气滞留区,减弱了散热器的对流换热效果。因此对散热器翅片进行开缝优化研究,采用Icepak软件模拟了3种不同开缝结构在不同开缝宽度情况下的散热过程,得到了不同开缝结构时散热器截面的温度边界层与速度边界层分布。... 针对散热器底部存在空气滞留区,减弱了散热器的对流换热效果。因此对散热器翅片进行开缝优化研究,采用Icepak软件模拟了3种不同开缝结构在不同开缝宽度情况下的散热过程,得到了不同开缝结构时散热器截面的温度边界层与速度边界层分布。结果表明:翅片内空气绕过开缝结构,增加了流动空气扰动,流动状态由单向变为多向,翅片间空气流速提高了18%,温度降低了5%。 展开更多

关键词 热管散热器 滞留区 开缝翅片 数值模拟

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入口相对湿度对开缝翅片管换热器空气侧换热与压降特性的影响 被引量：3

17

作者 郭轶波 杜志敏 +2 位作者 陈萍 何克青 晋欣桥 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S2期49-53,共5页

对覆有亲水层的开缝翅片管换热器在析湿工况下空气侧换热和压降特性进行了实验研究,分析了入口空气相对湿度对空气侧特性的影响,以Nusselt数Nu和阻力系数f来反映空气侧换热和压降特性。实验结果表明,析湿工况下,Nusselt数随入口空气相... 对覆有亲水层的开缝翅片管换热器在析湿工况下空气侧换热和压降特性进行了实验研究,分析了入口空气相对湿度对空气侧特性的影响,以Nusselt数Nu和阻力系数f来反映空气侧换热和压降特性。实验结果表明,析湿工况下,Nusselt数随入口空气相对湿度的提高而增大,而阻力系数f变化不明显;换热器水侧中心温度越低,入口空气相对湿度对Nusselt数的影响越显著;干工况下,入口相对湿度对空气侧显热传热系数几乎没有影响。 展开更多

关键词 开缝翅片 析湿工况 入口空气相对湿度 空气侧特性

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微肋角度对开缝翅片流动与传热性能影响的三维数值模拟 被引量：1

18

作者 信石玉 崔晓钰 薛抄抄 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2009年第6期525-528,共4页

利用数值模拟的方法,结合计算流动与传热软件研究了空调系统用的翅片管式换热器开缝型翅片的开缝微肋结构对翅片整体的流动与传热特性的影响.将模拟结果与实验测值进行了比较,两者基本吻合.结合场协同理论分析了计算结果,得出了翅片开... 利用数值模拟的方法,结合计算流动与传热软件研究了空调系统用的翅片管式换热器开缝型翅片的开缝微肋结构对翅片整体的流动与传热特性的影响.将模拟结果与实验测值进行了比较,两者基本吻合.结合场协同理论分析了计算结果,得出了翅片开缝微肋在既定工况下存在最佳倾斜角度等结论,为改进翅片结构提供参考. 展开更多

关键词 开缝翅片 微肋 表面传热系数 压降 数值模拟

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小管径三排管开缝翅片传热特性的实验与数值研究 被引量：2

19

作者 吴志根 戴艳俊 陶文铨 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1910-1912,共3页

本文对应用于二氧化碳跨临界空调制冷循环的三排管小管径开缝翅片管换热器空气侧的传热及阻力性能进行了实验与数值研究,数值模拟结果与实验值的最大偏差仅为10%。此外,通过四种途径研究了倾角对换热的影响,发现倾角有利于换热强化但换... 本文对应用于二氧化碳跨临界空调制冷循环的三排管小管径开缝翅片管换热器空气侧的传热及阻力性能进行了实验与数值研究,数值模拟结果与实验值的最大偏差仅为10%。此外,通过四种途径研究了倾角对换热的影响,发现倾角有利于换热强化但换热量的增加不及压降的增加。 展开更多

关键词 开缝翅片 实验研究 数值模拟

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析湿工况下开缝翅片管换热器空气侧热质比拟关系特性分析 被引量：2

20

作者 马小魁 丁国良 张圆明 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期201-206,共6页

对开缝翅片管换热器在析湿工况下空气侧热质比拟关系进行试验研究，分析翅片间距和入口相对湿度对空气侧热质比拟关系特性的影响。研究结果表明，随着翅片间距的增加，热质比拟关系值逐渐增大。当入口水温为12℃时，随着入口相对湿度的... 对开缝翅片管换热器在析湿工况下空气侧热质比拟关系进行试验研究，分析翅片间距和入口相对湿度对空气侧热质比拟关系特性的影响。研究结果表明，随着翅片间距的增加，热质比拟关系值逐渐增大。当入口水温为12℃时，随着入口相对湿度的增加，热质比拟关系逐渐增加，而当入口水温为6℃时，入口相对湿度对热质比拟关系几乎没有什么影响。试验得到的热质比拟关系值的范围为0．5—3．7，刘易斯关系式对于开缝翅片管换热器不适用。利用多元线性回归的方法开发热质比拟关系hs/（hmCp,a）的关联式，所开发关联式在±15％误差范围内能涵盖87.3％的试验数据，平均误差为7．1％。此外，在数据处理过程中，提出一个新的参数——传质翅片效率，以此来求解空气侧的传质系数。 展开更多

关键词 开缝翅片 析湿工况 关联式 热质比拟关系

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