2018传热传质学年会集

a，b，a，*a(a西安交通大学能源与动力，热流科学与工程教育部，陕西西安，710049b空调设备及系统运行节能国家，，，519070)( , 摘要：本文针对波纹百叶窗翅片的传热强化问题，提出了一种新型高效的纵向涡阵列结构翅片。通翼涡发生器的换热效果要优于矩形翼和三角翼。再者，增大Zt能够在一定程度上提高新型翅片表（1）（2）（3）Nu大约是出口处的几十倍，因而在空气进口处采用较大的波纹倾角而出口处采用较小的波纹倾角有望获得更佳的传热效果和较小的流动阻力。Cheng等[4]针对的开缝方式能够最大程度强化开缝翅片的换热效果——相比于平直翅片，Nu提升了构布置对涡相互作用的影响机制。Chu等[6]采用数值模拟的方法研究了三角小翼在椭圆管管翅式换热器中的应用，优化了三角小翼的攻角与摆放位置，结果表明，Nu提高了探索了纵向涡发生器的不同翼型、不同攻角及“VZt对（12（2）计（1中红色虚线框所示。2新型翅1波纹百叶窗翅片的部分结构参百叶窗转角º2“V”形涡发生器阵列的结构参矩形翼攻角º和下游延长了10倍和30倍翅片间距的距离，作为空气段和出口延长段[5]。

（1）（2）3（3）（4）冷却水1m4K左右的温度变化[10],加之管材的高热导率(铜3空气的热物性参数kJ/(kg导热系数W/(m动力粘性系数Pa无本文采用的是ICEM软件对计算域进行离散，使用非结构化网格划分方式生成求解4为局部区域的网格示意图。 10-610-8。

um

LMTD

(TwTin)(TwTout)ln[(TwTin)/(TwTout)]

Q可以表示为：

（4，其中，h

翅片总效率0的计算如公式（5，翅片效率f采用 01Af(10

AfA0努数Nu可以表示为：Nuj Pr23fp1u2

m空气压降p，由式（14）计算获得ppin

（50<ec<270所示（其中圆形数据点为文献[5]sample3平直翅片的模拟结果。(a)j因子比 (b)f因子比j因子、fj因子与实验结1.727m/s7（a面处的温度分布（7（b）以及近壁面的速度、压力分布（89 (b)三个特定截面图7翅片表面及三个特定截面的温度分布截面（图7（b）截面C）处流体的温度比波纹百叶窗翅片高。通过分析图8中翅片近壁（10=30，“VZt=1.5mm的条件下，数值研究了纵向涡发生器的不同翼（0.5mm11所示。 图10三种不同形状的纵向涡发生器 （b）压降h略有增加而p略有降低；而相比于三角翼翅片，圆弧翼翅片在等泵功Rec650~2700。涡发生器攻角本文针对本文圆弧翼的布置攻角，选取了24、30以及36三个角度，模拟得到了圆弧翼翅片的对流换热系数h和空气压降p，结果如图12所示。 (b)压降12（a）可以看出，当攻角从24增大至30时，圆弧翼翅片的换热效果有了h0.14%~2.83%。而当攻角从30增大至可以看出随着攻角的增大(=36Zth的影响增强。大间 (b)压降13（b圆弧翼翅片的流动阻力与Zt的大小无关。初步分析可能的原因是“V”阵列中多主导地位，改变涡发生器的攻角以及“VZt所引起的翅片阻力12（b）13（b）中表现的并不明显。结5.11%。针对圆弧翼涡发生器不同布置攻角的研究表明，在一定范围内，越大，h也大，而流动阻力基本保持不变。但24增大至30时，圆弧翼翅片h0.14%~2.83%。进一步增大时（从30到36h提升的并不明显，流动阻力同样也没有明显增加。，Zt阻力。而攻角较大时（=36Zt可以进一步强化圆弧翼翅片的换热效果，相比于（Z=1.5mm,（Z=2.0m[1]AdmiraalDM,BullardCW.Experimentalvalidationofheatexchangermodelsforrefrigerator/freezers[R].AmericanSocietyofHeating,RefrigeratingandAir-ConditioningEngineers,Inc.,Atlanta,GA(UnitedStates),1995.[2],.强化单相对流换热的基本机制[J].机械工程学报,2009,45(3):27-TaoYB,HeYL,HuangJ,etal.Numericalstudyoflocalheattransfercoefficientandfinefficiencyofwavyfin-and-tubeheatexchangers[J].InternationalJournalofThermalSciences,2007,46(8):768-778.ChengYP,QuZG,TaoWQ,etal.Numericaldesignofefficientslottedfinsurfacebasedonthefieldsynergyprinciple[J].NumericalHeatTransfer,2004,45(6):517-538.HeYL,HanH,TaoWQ,etal.Numericalstudyofheat-transferenhancementbypunchedwinglet-typevortexgeneratorarraysinfin-and-tubeheatexchangers[J].InternationalJournalofHeat&MassTransfer,ChuP,HeYL,LeiYG,etal.Three-dimensionalnumericalstudyonfin-and-oval-tubeheatexchangerwithlongitudinalvortexgenerators[J].AppliedThermalEngineering,2009,29(5–6):859-876.TianL,HeY,TaoY,etal.Acomparativestudyontheair-sideperformanceofwavyfin-and-tubeheatexchangerwithpuncheddeltawingletsinstaggeredandin-linearrangements[J].InternationalJournalofThermalSciences,2009,48(9):1765-1776.VälikangasT,SinghS,SørensenK,etal.Fin-and-tubeheatexchangerenhancementwithacombinedHuisseuneH,T’JoenC,JaegerPD,etal.PerformanceenhancementofalouveredfinheatexchangerbyfoamasalternativeforlouveredfinsinanHVACheatexchanger[J].AppliedThermalEngineering,2013,51(1-2):371-382.SidtTE.Heattransfercalculationsforextendedsurfaces[J].Refrigration.Engineering,1949,57(4):ChuWX,LiXH,MaT,etal.Studyonhydraulicandthermalperformanceofprintedcircuitheattransfersurfacewithdistributedairfoilfins[J].AppliedThermalEngineering,2017,114:1309-1318．数值传热学（第2版西安：西安交通大