锯齿翅片的传热与阻力性能试验

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车用锯齿型翅片散热器空气侧性能研究

冷却系统中广泛采用的结构形式［３］。由于汽车散热器的热阻主要集中在散热器芯体的空气侧，因此对于汽车散热器性能的研究，主要集中在散热器的翅片侧。国内外学者对各种不同翅片形式的
１试验测试
散热器试验样件传热性能和空气流动阻力性
齿翅片散热器实物。
热性能较好的翅片，董其伍等对应用较为广泛的百叶窗式散热翅片进行了研究［５］，Ｇｕ等利用仿真和试验相结合的方法对比分析了板翅式换热器锯齿式翅片与平直翅片的散热性能［６１］，Ｂｈｕｉｙａｎ等
析［引。
本文对广泛应用于车辆冷却系统中的翅片切
口长度４．０ｍｍ、翅片间距２．０ｍｍ的锯齿型换热
器进行仿真计算分析其传热性能，并生产样件进行实验测试与仿真结果对比，验证仿真结果的可信度。利用数值模拟的方法研究改变翅片切口长度及翅片间距对换热器传热性能及阻力特性的影
力增大约１００；翅片间距改为１．５ｍｍ后，表面传热系数基本不变，阻力增加约５Ｏ。
关键词：锯齿型翅片；切口长度；翅片间距；散热性能
中图分类号：ＴＫ１２９文献标识码：Ａ
Ｕ引旨
在能源利用过程中，超过８Ｏ的能源都需要通过传热过程或者通过换热器来实现［１］。换热器

连续型与锯齿型螺旋翅片管翅片效率计算与分析

连续型与锯齿型螺旋翅片管翅片效率计算与分析作者：马有福袁益超来源：《能源研究与信息》2013年第02期摘要：介绍了烟气换热领域常用的两类高频焊钢质螺旋翅片管.指出目前存在多种连续型与锯齿型高频焊螺旋翅片管翅片效率计算方法，不便于同类换热实验结果的相互比较.通过深入分析与计算比较，对连续型与锯齿型高频焊螺旋翅片管分别给出了建议的翅片效率计算方法，供相关的工程设计及实验研究选用.两种管型的翅片效率比较表明，锯齿翅片的翅片效率较高，提高的幅度随翅片高度增大而增大.关键词：余热锅炉；螺旋翅片管；连续型翅片；锯齿型翅片；翅片效率中图分类号：TK 223 文献标志码：ACalculation and analysis of fin efficiency of solid and serrated helical-finned tubesMA You-fu， YUAN Yi-chao（School of Energy and Power Engineering， University of Shanghai for Scienceand Technology， Shanghai 200093， China）Abstract：This paper introduced two types of helical-finned tube which are manufactured by high-frequency resistance welding and widely applied to various flue gas heat exchangers. However，various methods for calculating the fin efficiency of solid and serrated helical-finned tubes have been used in the literature， which makes it inconvenient to compare the experimental results of helical-finned tube heat transfer by different researchers. Based on a comprehensive analysis and comparison， the calculation methods of fin efficiency of solid and serrated helical-finned tubes were recommended for the design of heat exchanger and the processing of experimental heat transfer data. The comparison of fin efficiency between the solid and serrated fin tubes indicated that the serrated fin has a higher fin efficiency than the solid fin， and the fin efficiency difference between the twotypes of finned tube increased with the increase in fin height. The fin efficiency of the serrated fin tube is approximately 15% higher than that of the solid fin tube when the fin height is equal to 28 mm；the fin efficiency of the serrated fin tube is only 1% higher than that of the solid fin tube when the fin height is equal to 12 mm.Key words：HRSG； helical-finned tube； solid fin； serrated fin； fin efficiency在联合循环余热锅炉、化工废热锅炉等大型高温烟气换热设备中，通过高频电阻焊接技术制造的螺旋翅片管（翅片材质为碳钢或合金钢）得到了广泛应用.实际应用的高频焊螺旋翅片管分为连续型与锯齿型两大类，如图1所示.其中，d0为基管外径；df为翅片外径；hf为翅片高度；pf为翅片螺距；hs为锯齿高度；ws为锯齿宽度；δf为翅片厚度.锯齿型螺旋翅片管又可根据翅根形状分为I型与L型.I型翅片的根部仍保留一定高度的连续翅片，即锯齿高度小于翅片高度，而L型翅片中锯齿高度与翅片高度相等，锯齿延伸至翅片根部，如图2所示.一般而言，换热与阻力特性是翅片管束的重点研究内容.在翅片管束强化传热的实验研究中，常以无量纲准则数Nu或J 因子表征管束换热特性，但由实验数据得出Nu或J因子时需先计算确定翅片效率.在大量有关钢质螺旋翅片管束换热特性的实验研究中，翅片效率的计算方法较多，这给不同研究者换热实验结果间的比较带来了困难.此外，有些文献给出换热实验结果时未指明所依据的翅片效率计算方法，使得研究成果的参考价值降低.本文对高频焊螺旋翅片管翅片效率计算方法进行分析和比较，以期为相关工程设计及实验研究给出建议的翅片效率计算方法.1 连续型螺旋翅片管翅片效率计算Gardner[1]所提出的翅片效率概念在扩展表面对流换热领域得到了广泛的应用.对于连续型螺旋翅片管，一般认为其翅片效率可按环形翅片计算.若忽略翅端散热，并假定翅片表面换热系数均匀，则矩形截面环翅的翅片效率Ef分析解为式中，m=[2αf/（λfδf）]1/2；αf为翅片表面换热系数；λf为翅片导热系数；r0=d0/2；r1=df/2；I0、I1为第一类修正零阶与一阶Bessel函数；K0、K1为第二类修正零阶与一阶Bessel函数.需考虑翅端换热时，Harper-Brown假定被广泛应用.通过Harper-Brown假定考虑翅端换热后环翅Ef分析解为[2]式（2）中含有Bessel函数，计算过程较为复杂.为便于工程计算，Schmidt[3]提出按式（3）计算环翅Ef，其原理是将矩形平直翅片的翅片效率计算式应用于环翅，以增加翅片高度的方式考虑环翅内外周界长度不同的影响.式中，hf，e为折算翅片高度，hf，e=（hf+δf/2）[1+0.35ln（df/d0）].Schmidt近似计算方法形式简单、便于使用，得到了广泛的应用与推荐[4].mhf2.5时预测精度有所下降.为提高近似计算的精度，文献[5-7]从不同的角度提出了各自的计算方法.这些计算方法虽在更广的mhf范围使预测精度提高，但同时也使计算公式的形式更为复杂.实际应用中常见的连续型钢质螺旋翅片管df/d0=1.5～2.5且mhf式（2）的得出仍有一个假定前提，就是假定翅片表面对流换热系数αf为常数.实际中翅片表面αf分布并不均匀，致使Ef理论计算值较实际值偏高或偏低.在流体横掠翅片管束的强迫对流换热中，αf不均常使假定αf为常数计算所得Ef较实际值偏高，而在自然对流换热中却可能使Ef较实际值偏低[8].若要获得考虑αf不均的Ef分析解，需建立描述αf沿翅片表面分布的数学模型.在流体横掠翅片管束的换热中，αf沿径向与周向呈现出复杂的分布，且影响因素众多，使得通过数学方法描述αf分布变得困难.多年来就环翅表面αf分布提出过多种数学模型，但均未获得广泛应用.目前αf分布不均匀对环翅Ef的影响仍以实验研究为主要依据.αf分布不均匀对Ef的影响程度与Ef大小有关.根据Lymer等[9]对不同材质环翅的实验研究，Ef>0.8时理论值与实验值相差不大，不必再修正[10].对大部分以Al、Cu为材质的翅片管，大多Ef>0.8，故Ef常按式（2）或式（3）计算.但在高温烟气换热领域，多采用导热系数较低的钢质翅片，Ef连续型钢质螺旋翅片管实际翅片效率Ef，real为式中，为考虑了αf分布不均匀的修正系数；Ef为理论翅片效率，可按式（2）或式（3）计算.Yudin等[11]以大量连续型钢质螺旋翅片管的换热实验数据为基础，在较广的实验验证范围mhf=0.1～3.7提出修正系数 =1-0.058mhf；Reid等[12]根据Lymer等[9]的实验结果推荐=0.7+0.3Ef.此外，Weierman[13]关联式在欧美被广泛推荐用于钢质螺旋翅片管传热与阻力特性计算[14-16]，该关联式中对连续型螺旋翅片管Ef，real的计算方法为2 锯齿型螺旋翅片管翅片效率计算虽然锯齿型螺旋翅片管是在连续型螺旋翅片管基础上为进一步提高翅化比发展而来，但两者的翅片结构及强化传热机理相差较大.连续型螺旋翅片接近于传统的环翅，而锯齿型螺旋翅片接近于传统的钉翅，故而两种管型的翅片效率计算方法明显不同.在公开文献中，有关锯齿型螺旋翅片管的研究报道远少于连续型螺旋翅片管，关于锯齿翅片Ef也存在不同计算方法.2.1 按钉翅计算多数文献[12，13，17-18]认为锯齿型螺旋翅片管理论翅片效率Ef按矩形截面钉翅计算，即4 结论本文对高频焊钢质螺旋翅片管翅片效率进行了分析与比较研究，主要结论为：（1）在高频焊钢质螺旋翅片管翅片效率计算中，翅片表面换热系数分布不均匀的影响需予考虑；虽然都称为螺旋翅片管，但连续型与锯齿型螺旋翅片管的翅片效率计算方法并不相同.（2）连续型螺旋翅片管翅片效率建议按式（5）计算，以便于与多数相关实验研究结果比较，亦可按式（3）计算理论翅片效率并通过文献[11]的修正方法予以修正，两种方法计算结果相差在2%以内.（3）锯齿型螺旋翅片管理论翅片效率建议按式（6）计算.实际翅片效率对于I型锯齿型螺旋翅片管建议 =0.8+0.2Ef，对L型锯齿型螺旋翅片管建议 =0.9+0.1Ef.（4）锯齿翅片的翅片效率高于连续翅片，提高的幅度随翅片高度增大而增大；翅高为12 mm时锯齿翅片的翅片效率比连续翅片高约1%，翅高为28 mm时高约15%.参考文献：[1] GARDNER K A.Efficiency of extended surface[J].Trans ASME，1945，67：621-631.[2] KRAUS A D，AZIZ A，WELTY J.Extended surface heat transfer[M].New York：John Wiley & Sons，Inc，2001.[3] SCHMIDT T E.Heat transfer calculations for extended surfaces [J].Refrigerating Engineering，1949，57：351-357.[4] VDI Gesellschaft.VDI Heat Atlas [M].Berlin：Springer，2010.[5] HONG K T，WEBB R L.Calculation of fin efficiency for wet and dry fins[J].Journal of HVAC&R Research，1996，2（1）：27-41.[6] ACOSTA-IBORRA A，CAMPO A.Approximate analytic temperature distribution and efficiency for annular fins of uniform thickness[J].International Journal of Thermal Sciences，2009，48（4）：773-780.[7] BAHADORI A，VUTHALURU H.Predictive tool for estimation of convection heat transfer coefficients and efficiencies for finned tubular sections[J].International Journal of Thermal Sciences，2010，49（8）：1477-1483.[8] ESMAIL M A.Heat transfer from extended surfaces subject to variable heat transfer coefficient[J].International Journal of Heat and Mass Transfer，2003，39（2）：131-138.[9] LYMER A，RIDAL B F.Finned tubes in a crossflow of gas[J].Journal of British Nuclear Energy Conference.1961，6：307-313.[10] HUANG L J，SHAH R K.Assessment of calculation methods for efficiency of straight fins of rectangular profile[J].International Journal of Heat and Fluid Flow，1992，13（3）：282-293.[11] YUDIN V F，TOKHTAROVA L S.Investigation of the correction factor psi for the theoretical effectiveness of a round fin[J].Thermal Engineering，1973，20（3）：65-68.[12] REID D R，TABOREK J.Selection criteria for plain and segmented fined tubes for heat recovery systems[J].ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power，1994，116（4）：406-410.[13] WEIERMAN C.Correlations ease the selection of fin tubes[J].Oil and Gas Journal，1976，74（6）：94-100.[14] GANAPATHY V.Industrial boilers and heat recovery steam generators[M].New York：Marcel Dekker，Inc.，2003.[15] ANNARATONE D.Steam generators[M].Berlin：Springer，2008.[16] Gas Processors Suppliers Association.Engineering Data Book （12th Edition-FPS）[M].Tulsa：Gas Processors Suppliers Association，2004.[17] NIR A.Heat transfer and friction factor correlations for cross-flow over staggered finned tube banks[J].Heat Transfer Engineering，1991，12（1）：43-58.[18] SHAH R K，SEKULIC D P.Fundamentals of heat exchanger design[M].Hoboken：John Wiley & Sons，Inc.，2003.[19] HASHIZUME K，MORIKAWA R，KOYAMA T，et al.Fin efficiency of serratedfins[J].Heat Transfer Engineering，2002，23（2）：6-14.[20] 程贵兵，陈远国.齿型翅片管肋效率的数值计算[C].中国工程热物理学会传热传质学学术会议论文集，合肥，1998：23-27.。

大间隙锯齿翅片的传热流动特性

Ｖ１３ｏ４ｏ２Ｎ．．Ｊｌ０１ｕｙ２０
— —
ｄｉ１．９９ｊｉｎ１７７２．０００．１ｏ：０３６／．ｓ．６１— ６７２１．４０３ｓ
大间隙锯齿翅片的传热流动特性
周国晗，凌祥，浩彭
Ｆｌｗｎｄｈａｒｎｓｅｒｏｍａｅｆａｓｒａｅｎｏａｇｎｐｉｃｏａｅｔｔａｆｒｐｅｆｒｎｃｓｏｅｒｔｄｆｆｌｒｅｆｔｈｉｉ
ＺＨＯＵｏｈｏＨａ
ｃｕｄｂｅｅｃｄｆｒｔｅｏｔｍａａｉｎｄｓｇｆｔｅｆｎｐａｅｅｃａｅｆｃｎｎｉｇｆｕａｓｅｏｌｅｒ￣ｒｎｅｈｐｉｚｔｏｅｉｎｏｈｌｔｘｈｎｇｒｏｏｄｅｓｎｅｇｓｗａｔｏｉｌ
ｈｅｔｔａｓｅｅｆｒｎｃａｒｎｆｒｐｒｏｍａｅ
现今我国中小型锅炉数量众多，大部分锅炉产生的高温烟气直接排放或只吸收利用了显热后就排
板翅式换热器是一种高效、凑的换热器，紧具
有传热效率高、构紧凑、巧牢固、应性大、结轻适经
（南京工业大学机械与动力工程学院，江苏南京２００）１０９
摘要：采用计算流体动力学（Ｆ）ＣＤ方法对一种用于冷凝式烟气余热回收的大间距不锈钢锯齿翅片进行了数值模
拟，研究了该翅片的传热和流动性能，并在搭建的风洞的试验台上进行了实验验证．结果表明：其传热因子和摩擦因子－均随着雷诺数的增加而减小，厂获得的Ｒ－ｎ－ｅｊ和ｅｆ性能曲线可以为新型余热回收换热装置的优化设计提供

具有锯齿式内翅片结构的EGR冷却器换热性能仿真分析

10.16638/ki.1671-7988.2019.19.016具有锯齿式内翅片结构的EGR冷却器换热性能仿真分析刘丛浩1,2，刘崇2，李双辰1，牛俊良2，石晶1，伞桂权3（1.辽宁工业大学汽车与交通工程学院，辽宁锦州121000；2.锦州联升汽车零部件有限公司，辽宁锦州121000；3.东风朝阳朝柴动力公司技术中心，辽宁朝阳122000）摘要：文章对适用于某柴油发动机的板翅式EGR冷却器进行了研究。

此冷却器内部由六组扁管组成，扁管内含有锯齿式小翅片。

当从发动机排出的高温气体途经此EGR冷却器时，低温冷却水从液体侧流过，实现了对高温气体的冷却。

文章应用Ansys Fluent软件建立了EGR冷却器流体热力学有限元模型，对流体的温度场进行了仿真分析，最终经分析计算得到此EGR冷却器的换热效率为89.06%，结果表明所研究的EGR冷却器冷却效果良好，能够满足冷却要求。

关键词：EGR冷却器；高温气体；有限元；流体热力学模型；换热效率中图分类号：U467 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2019)19-43-03Simulation Analysis of Heat transfer performance of EGR cooler with SawtoothInternal Fin structureLiu Conghao1,2, Liu Chong2, Li Shuangchen1, Niu Junliang2, Shi Jing1, San Guiquan3 ( 1.School of Automobile and Transportation Engineering, Liaoning University of Technology, Liaoning Jinzhou 121000;2.Jinzhou Liansheng Automobile Parts Co., Ltd., Liaoning Jinzhou 121000;3.Technical Center of Dongfeng Chaoyang Chaochai Power Co., Ltd., Liaoning Chaoyang 122000 )Abstract: In this paper, the plate-fin EGR cooler for a diesel engine is studied. The inner part of the cooler consists of six sets of flat tubes with small serrated fins. When the high temperature gas discharged from the engine passes through the EGR cooler, the low temperature cooling water flows through the liquid side to realize the cooling of the high temperature gas. In this paper, the finite element model of fluid thermodynamics of EGR cooler is established by using Ansys Fluent software. The temperature field of the fluid is simulated and analyzed. The heat transfer efficiency of the EGR cooler is 89.06% through analysis and calculation. The results show that the cooling effect of the EGR cooler studied is good and can meet the cooling requirements.Keywords: EGR cooler; High temperature gas; Finite element; Fluid thermodynamics model; The heat transfer efficiency CLC NO.: U467 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2019)19-43-03引言近些年，全世界的排放法规越来越严格，因此对发动机排放要求越来越高，而发动机废气再循环（EGR, Exhaust Gas Recirculation）技术是一种能够有效降低NOx的重要机内净化技术。

不同流动角度下锯齿型翅片的CFD模拟_胡永海

3 数值模拟结果分析
3. 1 五种流动角度下温度场的分布图 3分别显示了五种流动角度在 Z = 1. 5 mm
平面和翅片面上的温度场分布。由于从另一侧通道流体放出的热量首先由隔板传给翅片 ,再由翅片和隔板共同传给空气 ,可以看到靠近隔板处温度较高 ,而翅片中间部分温度较低 ,而且离隔板或翅片较远的流体温度则更低。其次 ,沿着流体流动方向 ,空气温度逐步升高 ,符合翅片温度分布特点。在背风侧 ,温度场分布稀疏 ,温度变化不大 , 原因是此时流体与翅片温差较小 ,换热趋于平缓。随着 β角的增大 ,使其在尾迹区 ,由于发生绕流脱体而产生回流、涡流和束的扰动逐渐增强 ,气流温度最高 ,接近翅片温度 ,同时随着 β角的增大温度场的分布越来越紊乱 ,尾部由于气流所受的扰动逐渐增强 ,换热过程逐渐增强 ,引起温度场的分布不均而且变化加剧。
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
几十英寸的楔面便会对翅片性能产生相当大的影响 ,因此锯齿型翅片的试验不确定性大于任何其他一种传热表面 ;另外 ,试验中存在的接触热阻及数据误差也是造成这种偏差的重要原因。
2009年 ,第 3期 - µ| -
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研究与探讨
当的回流温度。翅片根部与隔板为恒定壁温 360 K。
通过对五种流动角度下锯齿型翅片的数值模拟 ,得到每种角度下传热因子与摩擦因子和对应雷诺数的关系。常见的试验研究是针对 β = 0°时锯齿型错列翅片的研究 ,将 β = 0°时数值模拟的计算结果与实验数据 [ 5 ]相比较 ,如图 4 和图 5 所示。本计算的传热因子与试验数据平均偏差为 6% ,本计算的摩擦因子与试验数据平均偏差为 11%。造成这种偏差的主要原因如下 :首先是试验介质与数值模拟介质不同 ,模拟采用的介质是空气 ,而试验所采用的介质是普朗特数大于 100 的润滑油 ;其次是翅片材料与加工工艺的不同 ,模拟所采用纯铝材料作为翅片 ,而试验翅片材料为常用的 SPCC (冷冲用低碳钢 ) ,同时这种翅片在成型时会不可避免地出现弯曲的楔面翅片前缘 , 导致翅片表面形成微小毛刺 , KAYS[ 2 ]指出千分之

板翅式换热器翅片表面传热与阻力特性性能分析一

板翅式换热器翅片表面传热与阻力特性性能分析一【关键词】翅片,传热,板翅式换热器【论文摘要】板翅式换热器作为一种高效新型紧凑式换热器，其传热主要是依靠其重要的单元部件翅片来完成,其换热能力是由翅片的扩展面大小和翅片对流体的扰动能力来决定。

本文通过对四川川空换热器有限公司生产的翅片利用稳定态的测试方法进行传热因子和摩擦因子的测试，得到Re~j, Re~f,的关系图，为板翅式换热器工程设计提供可靠的设计数据。

一、引言:板翅式换热器作为一种新型高效换热设备，由于其具有结构紧凑、传热效率高、轻巧牢固、适应性强、经济性好等特点，目前在我国已广泛应用于低温法空气分离、天然气液化、石油化工、车辆工程、核工程、以及电子设备、微尺度设备工程等领域。

与传统的管壳式换热器相比，其传热效率高20%~30%，成本可以降低50%。

高效换热型面及其测试技术一直以来都是热力工作者的主要研究方向之一。

本文采用由华中科技大学能源与动力工程学院热科学与工程技术中心为四川川空换热器有限公司设计开发的低速吸风式传热实验风洞及数据采集处理系统，对四川川空换热器有限公司生产的各种翅片进行了传热因子、摩擦因子测试，为板翅式换热器工程设计提供可靠的设计数据。

二、工程背景及换热表面的传热性能测试方法简介：在王松汉老师主编的《板翅式换热器》一书中，曾重点指出：“在对板翅式换热器进行设计时，不仅应当根据翅片形式、翅片参数、而且要根据制造厂提供的雷诺准数Re与传热因子j，雷诺准数Re与摩擦因子f的关系图，查得j和f的值，进行传热和流体阻力计算。

虽然翅片的形式和参数都相同，但是由于不同工厂生产的翅片，加工方法和制造精度不同，翅片的毛刺、切开、翅片的变形情况也不同，都会引起j，f值的较大变化。

因此工厂生产的板翅式换热器，都应当根据该厂提供的Re与j，Re与f的关系图进行换热器设计，否则将会引起误差。

”有关板翅式表面性能数据最早由美国Norris R.H.进行研究，继则有美国Kay W . Y.与London A.L.为首的Stanford大学研究小组进行了广泛、系统地试验研究，并将56种规格板翅表面的性能数据汇聚于《Compact Heat Exchangers 》中。

锯齿型翅片内不同温区氦气流动与传热性能对比及节距对翅片性能影响的研究

锯齿型翅片内不同温区氦气流动与传热性能对比及节距对翅片性能影响的研究邹中宇;张启勇;朱志刚;杨鹏程;罗浩【期刊名称】《真空与低温》【年(卷),期】2024(30)3【摘要】为分析板翅式换热器在低温工况下的流动换热性能与常温工况下的差异和翅片节距对其性能影响,建立氦气在锯齿翅片通道内流动与传热的数值模型,开展数值模拟分析。

结果表明:低温氦气在锯齿型翅片通道内的传热性能优于常温氦气。

在氦气入口温度为20 K时,j因子比300 K时提升1.1%~55.9%,比77 K时提升0.41%~13.01%;在氦气入口温度为77 K时,j因子比300 K时提升0.53%~38.47%。

低温氦气在锯齿型翅片通道内的流动性能比常温氦气差。

在氦气入口温度为20 K时,f因子比300 K时高16.84%~28.87%,比77 K时高3.98%~23.19%。

翅片节距大小在不同温区下对翅片流动与传热性能均有显著影响。

在不同温区下,j因子随着翅片节距增大而减小,f因子随着翅片节距减小而增大。

低雷诺数时,JF因子随着翅片节距减小而增大,而高雷诺数时则出现相反的趋势。

【总页数】8页(P274-281)【作者】邹中宇;张启勇;朱志刚;杨鹏程;罗浩【作者单位】中国科学院合肥物质科学研究院;中国科学技术大学【正文语种】中文【中图分类】TB61.1【相关文献】1.不同流动角度下锯齿型错列翅片性能的试验研究2.板翅式热交换器平直翅片流动与传热性能试验研究3.翅片打孔对板翅式换热器传热性能和流场影响4.纵向节距对锯齿螺旋翅片换热管特性影响的试验研究5.MONOBRAZE单层翅片箔与三层复合翅片箔耐腐蚀性能对比研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

翅片管束外强制对流换热系数及阻力的测定实验

翅片管束外强制对流换热系数及阻力的测定实验一、实验目的1．了解对流换热的实验研究方法；2．学会翅片管束管外放热和阻力的实验研究方法3．学习测量风速、温度、热量的基本技能。

二、实验原理根据相似理论，流体受迫外掠物体时的换热系数α与流体流速、物体几何参数、物体间的相对几何位置以及流体物性等的关系可用下列准则方程式描述：Nu = f (Re，Pr) （12.2—1）实验研究表明，空气横掠管束表面时，由于空气普郎特数(Pr=0.7)为常数，故一般可将上式整理成下列的指数形式，Nu m = C Re m n （12.2—2）式中Nu m——努谢尔特准则，Nu m=α d / λm ；Re m——雷诺准则Re m = ω d / νm；C、n——均为常数，由实验确定。

上述各准则中α——壁面平均对流换热系数，W／m2·℃；d——实验管外径，作为定性尺寸，m；λ——空气导热系数，W／m·℃；ω——空气流过实验管外最窄截面处流速，m／s；ν——空气运动粘度，m2／s。

角下标“m”表示以空气边界层平均温度t m = 0.5(t w+t f)作为定性温度。

式中t w为实验管壁面平均温度，[℃]，t f为空气平均温度，[℃]。

本实验的任务在于确定C与n的数值，首先使空气流速一定，然后测定有关的数据：电流I 、电压V 、管壁温度t w 、空气温度t f 、微压计动压头h、测试段静压差H（阻力）。

至于α、ω在实验中无法直接测得，可通过计算求得，而物性参数可在有关书中查得。

得到一组数据后，可得一组Re、Nu值；改变空气流速，又得到一组数据，再得一组Nu、Re值；改变几次空气流速，就可得到一系列的实验数据。

三、实验设备本对流实验在实验风洞中进行。

实验风洞主要由风洞本体、风机、构架、实验管及其加热器、水银温度计、倾斜式微压计、皮托管、电位差计、功率表以及调压变压器等组成。

实验风洞如图12.2-1所示(温度计、微压计、电位差计、调压变压器等在图中未示出)。

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Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｅｘｅｉｎｔｌｓｕｅｈｉ－ｉｅｈｅｔｔａｆｒａｒｓｕｒｒｐｃｒｃｅｉｔｃｏｒ１ｙｓｐｒｍｅａｔｄｉｓｏｎｔｅａｒｓｄａｒｎｓｅｎｄｐｅｓｅｄｏｈａａｔｒｓｉｓｆｔｐｅ６ｏｆｓｔｓｒｐ “ｎｈｅｔｅｃａｅｎｌｔｔｅｈａｘｃｎｒｒｒｏｍｅｔｕｈｐａａｅｅｓａ “ｎｆｅｔｉａｘｈｎｇｒａｄｆａｕｂｅｔｅｈａｇｅｓｗｅｅｐｅｆｒｄｗｉｈｓｃｒｍｔｒｓ
ａｒｖｌｃｔ．ｅｇｎｒｌｃｒｅａｉｎｏｎａｔｒｒｅｉｅｙｒｇｅｓｎａａｙｉａｄＦｉｅｉＴｈｅｅａｏｒｌｔｓｆｒＪａｄｆｆｃｓｗｅｅｄｒｄｂｅｒｓｉｎｌｓｎｏｙｏｏｖｏｓ
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第５８卷
第２期
化
工
学
报
（ｉａＣｈｎ）
Ｖ０１５８Ｎｏ．．２Ｆｅｒａｒ２０ｂｕｙ０７
２００７年２月
ＪｕｎｌｏＣｈｍｉａＩｄｓｒａｄＥｎｉｅｒｎｏｒａｆｅｃｌｎｕｔｙｎｇｎｅｉｇ
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锯齿翅片的传热与阻力性能试验
董军启，陈江平，陈芝久
（海交通大学制冷与低温研究所，上海２０３）上０００
摘要：在风洞试验台上对１种不同结构参数的板翅换热器中使用锯齿翅片进行了传热和流动阻力性能试验，分６
析比较了翅片间距和翅片长度对其表面对流传热系数和空气阻力性能的影响。同时通过对１种翅片的２４个试６４
验数据点进行多元回归和Ｆ显著性检验，获得了因子和厂因子的经验关联式。在Ｒｅ５０７０＝０～５０范围内，经验关联式的最大误差范围为 ± １，绝对平均偏差分别为４２和５３。Ｏ．．关健词：传热；锯齿翅片；关联式中图分类号：Ｔ２Ｋ１４文献标识码：Ａ文章编号：Ｏ３一ｌ５（０７Ｏ～０８～０４８１７２０）２２１５