椭圆管平直-波纹翅片换热器换热性能的数值研究
小管径椭圆管开缝翅片换热器的数值模拟
小管径椭圆管开缝翅片换热器的数值模拟
孔晓鸣;李炅;周到;何亚峰;张茹;鲁琳琳
【期刊名称】《制冷与空调》
【年(卷),期】2014(014)004
【摘要】对小管径椭圆管开缝翅片换热器空气侧的流动与传热特性进行数值模拟,对影响其换热性能的2个主要参数椭圆管偏心率和开缝翅片开缝错列高度分布进行优化,与传统管翅式换热器换热性能进行比较.模拟结果表明:当椭圆管两轴之比Rx∶Ry=2∶3(偏心率),开缝高度分布为0.8mm,0.6 mm和0.4 mm时,换热效果最好.与传统管翅式换热器相比,小管径椭圆管开缝翅片换热器换热系数提高10％～20％,而压降几乎相等,总体换热性能提高.
【总页数】6页(P27-32)
【作者】孔晓鸣;李炅;周到;何亚峰;张茹;鲁琳琳
【作者单位】合肥通用机械研究院;合肥通用机械研究院;合肥通用机械研究院;合肥通用机械研究院;合肥通用机械研究院;合肥通用机械研究院
【正文语种】中文
【相关文献】
1.开缝翅片管式换热器的换热与流动特性数值模拟 [J], 张小青
2.单向开缝翅片管换热器传热与阻力性能的数值模拟及试验研究 [J], 赵存江;袁益超;廖飞页;胡晓红
3.平直翅片和开缝翅片换热器特性的数值模拟 [J], 顾平道;杨彦武;窦中杰;姜冠宇
4.波纹开缝翅片管换热器传热与流动性的数值模拟 [J], 李军;吴学红;徐青;凌长明;
张正国
5.双向开缝翅片椭圆管空冷器传热与阻力性能数值模拟研究 [J], 唐峰;李岩
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螺旋椭圆管强化传热的数值模拟研究
螺旋椭圆管强化传热的数值模拟研究螺旋椭圆管强化传热是一种应用于换热器中的传热技术，具有传热效率高、体积小、强化传热能力强等优点，因此在工业中得到广泛应用。
为了进一步探究螺旋椭圆管强化传热的传热机理和优化设计，数值模拟成为了研究的重要手段。
螺旋椭圆管强化传热的数值模拟研究可以分为流动场模拟和传热场模拟两个部分。
流动场模拟主要研究流体在螺旋椭圆管中的流动特性，根据雷诺平均流场可分析其流动状态、流速分布以及流动阻力。
常用的数值模拟方法包括有限元方法、有限差分方法和计算流体力学方法等。
传热场模拟则侧重于研究流体在螺旋椭圆管中的传热特性，包括传热系数分布、传热效率等参数。
传热模拟可以采用研究热传递的传统数值模拟方法，如控制方程法和边界层近似法等。
在进行数值模拟研究之前，首先需要对螺旋椭圆管的结构进行建模。
考虑到螺旋椭圆管的复杂结构和边界条件，可以使用CAD软件进行三维建模，生成螺旋椭圆管的几何模型。
然后，利用网格生成软件对几何模型进行剖分，得到计算网格。
网格的划分对数值模拟结果的准确性和计算效率具有重要影响，一般采用结构化网格或非结构化网格。
接下来就是进行数值模拟计算。
对于流动场模拟，可以利用流体动力学软件，如Fluent或Star-CCM+等，求解雷诺平均动量方程和连续方程，得到流场的速度分布和压力分布。
对于传热场模拟，可以借助于传热软件，如COMSOL Multiphysics等，求解热传导方程和能量守恒方程，得到传热场的温度分布和传热系数分布。
通过数值模拟研究，可以进一步了解螺旋椭圆管强化传热的传热机理。
可以分析流体在螺旋椭圆管中的湍流行为，计算边界层的厚度和剪切应力等参数。
数值模拟还可以用于优化螺旋椭圆管的结构设计。
通过数值模拟得到的传热效率和压力损失等参数，可以用来比较不同螺旋椭圆管结构的性能，进而优化设计。
螺旋椭圆管强化传热的数值模拟研究是一种重要的研究方法，可以帮助我们深入了解螺旋椭圆管的传热机理和优化设计，为工业中的应用提供理论指导和技术支持。
圆管平板-波纹翅片管换热器空气侧流动换热特性的数值模拟
圆管平板-波纹翅片管换热器空气侧流动换热特性的数值模拟周俊杰;刘利武;魏新利;王定标【期刊名称】《化工进展》【年(卷),期】2006(025)0z1【摘要】应用软件Fluent对冷凝器常用的平片和波纹翅片管换热器空气侧流动与换热过程进行三维数值模拟.采用求解压力耦合方程组的半隐式方法(SIMPLE)进行迭代计算求解,对平板翅片,均匀波纹翅片和前平板-后波纹翅片三种模型,对进口流速在0.5-5m/s(雷诺数范围140.5～1405)时分别进行了计算,获得所需截面上的场分布图,给出了换热量、压降、单位压降换热量和单位泵功换热量随空气流速变化关系曲线以及拟合努塞尔数、阻力系数和雷诺数之间的对数关系曲线.根据各参数等值线分布图,拟合曲线图,对三种翅片进行对比分析,得到各翅片的流动和换热规律.总之,波纹翅片的传热性能远高于平板翅片,但相应的阻力损失也较大;均匀波纹翅片努塞尔数最大,换热效果最好.【总页数】6页(P396-401)【作者】周俊杰;刘利武;魏新利;王定标【作者单位】郑州大学化工学院,郑州,450002;郑州大学化工学院,郑州,450002;郑州大学化工学院,郑州,450002;郑州大学化工学院,郑州,450002【正文语种】中文【中图分类】TQ0【相关文献】1.波纹翅片管换热器空气侧流动换热的三维数值模拟 [J], 曹先慧;马贵阳;王雷;姚尧;高艳波;莫海元;刘金彪2.倾角渐增波纹翅片管换热器空气侧流动与换热特性的数值模拟 [J], 张晓霞;周俊杰3.翅高递减波纹翅片管换热器通道内流动与换热特性数值模拟 [J], 武广剑;阴继翔;马建宗4.斜波纹翅片管换热器空气侧特性的数值模拟研究 [J],5.平直开缝翅片和波纹翅片管换热器换热特性的数值模拟 [J], 宋源; 李士雨因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
椭圆管换热器介绍
d1 D
d2
D
空气不会逃逸，扰流少 椭圆管
空气出现逃逸，扰流多 圆管
6
二、椭圆管换热器技术介绍
3、技术特点-低风阻
风阻 700 (Pa)
600
500
6列，翅片间距2.0mm，湿工况
椭圆管换热器 9.52圆管换热器
减少50％
400
300
200
100
0
风速
2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 6 (m/s)
圆管 9
二、椭圆管换热器技术介绍
3、技术特点-高性能
气 流
图1 圆管速度云图（v=3m/s）
图2圆管温度云图（v=3m/s）
图4 椭圆管温度云图（v=3m/s）
10
二、椭圆管换热器技术介绍
3、技术特点-高性能
80
6列，翅片间距2.0mm，湿工况
传热系数（w/m2k）
椭圆管（12.55-8） 30.00 26.00 10.00
椭圆管（16.3-9.4） 31.75 27.50 12.70
圆管 （Φ9.52） 圆管 （Φ12.7）
25.40 22.00 9.52 31.75 27.50 12.70
0.32 0.32 0.35 0.30 0.35
2
二 、 椭圆管换热器技术介绍
249
电机效率(ηm)
90%
90%
风机效率(ηf)
54%
54%
空气输送动力(kw) 6.744
14.232
电费单价(元/度)
0.8
0.8
每小时费用(元) 5.40
11.39
年使用小时数
3000
3000
年使用费用(元) 16187
波纹管换热器传热性能实验的教研启示
波纹管换热器传热性能实验的教研启示
波纹管换热器是传热工程中广泛使用的换热器，主要用于空气加热和空气冷却，是传
热过程中最常用的一种换热器。
最近，我校的教研班进行了一次波纹管换热器的性能实验，下面我们就来看看本次实验的科学启示。
首先，在实验中，学院注重传热技术这一实验参数的设计严谨性，特别是在实验前需
要对换热器的装置进行检查和调整，确保换热器使用中各个参数，如实验流体流量，恒定
温度等，达到实验要求。
其次，实验过程中，学院提醒实验人员应采用严格的测试方法，搭配准确的控制装置
来观测各参数的变化，准确地确定性能实验的数据，并记录在实验报告中，做到数据正确
可靠。
再次，本次实验表明，换热效率与体积流量成正比，因此，在换热机械设备设计过程中，应根据换热器的实际工况，计算机成本，综合考虑换热器的大小和体积流量，并及时
进行技术升级，使换热效率更高。
最后，实验证实，合理的换热表面结构，气流型换热器的性能更优，因此，在换热器
的设计中，应设计可使波纹管尽可能分散地排布于螺旋换热器室内，以提高换热效率。
同时，应考虑提高气流流动型换热器的可靠性和可操作性。
总之，波纹管换热器性能实验不仅是本次实验学习的重要内容，更是可以提升学生实
践能力和科研能力的宝贵机会。
本次实验可以为换热器设计、利用和研究提供参考，为科
学研究工作nerstability。
提供了很多帮助。
翅片管式换热器传热与流场流动特性的数值模拟
耦 合计 算 ， 这 就要求 管 壁和管 外都 需要 布置 网格 ， 整 体建模 的思路 必 将 产 生数 量 巨大 的 网格 ， 在 实 际模 拟计 算 中受 到计算 机软硬 件 的限制 。为 了便 于 计算 ， 在实 际情 况 的基 础 上对 翅 片 管 换 热 的物
理模 型 作如 下简化 假设 ：
中图分类号 Ｔ Ｑ Ｏ ５ １ ． ５ 文 献 标 识 码 Ａ 文章编号 ０ ２ ５ ４ ￣０ ９ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ － ０ ３ ４ ７ ０５ －
扩 展表 面强 化传 热在换 热器 中已得 到广泛 的
应用 ， 翅 片 管 是 最 常 见 的扩 展 表 面 形 式 之 一 … 。
１ 换 热器 的基本 结 构参 数及 整体模 型 简化 笔者 研究 的换 热器 是油 田用 注气 锅炉 的对 流
ｄ ．基 管 与 翅 片 的导 热 系 数 为 常 数 ， 且 忽 略 基 管轴 向导热 对换热 的影 响 ；
ｅ ．对 辐 射 换 热 和 重 力 影 响 忽 略 不 计 ， 且 不 考虑 翅 片管 的污垢热 阻 。
段， 由１ ４排共计 １ ６ ２根翅 片管 组 成 ， 每 根翅 片 管
长３ ７ ９ ２ ｍ ｍ， 翅 片管 基 管外 径 ８ ９ ａｍ， ｒ 壁厚 １ ３ ｍ ｍ，
通过 对翅 片管 换 热 器 几何 形 状 进 行 分 析 ， 发 现 与管束 轴 向垂 直 的截 面 形 状 和尺 寸 均 相 同 ， 都 为矩 形和梯 形 的组合 。在 受热 管束 轴线 的 中点 取 如 图 １所示 方框 中的区域作 为计 算域 进行 数值 模 拟 。计算域 的截 面与 管 束 轴 线 方 向垂 直 ， 沿 轴 向
摘 要
在 对 大 型 翅 片管 式换 热 器 结 构 合 理 简 化 的 基 础 上 ， 应用 Ｃ Ｆ Ｄ 和 数 值 传 熟 学方 法 ， 建 立 了翅 片
翅片管换热系数
翅片管换热系数翅片管换热系数是指在翅片管传热过程中，翅片管表面与流体之间传递热量的效果，是评价翅片管传热性能的重要指标之一。
在实际工程应用中，了解和掌握翅片管换热系数的计算方法和影响因素，对于提高换热效率具有重要意义。
1. 计算方法翅片管换热系数的计算方法有多种，常用的有经验公式和数值模拟两种方法。
经验公式是通过试验数据的分析总结得到的，其计算简单，适用范围广，但精度较低。
常见的经验公式有Dittus-Boelter公式、Sieder-Tate公式、Colburn公式等，根据具体情况选择合适的公式进行计算。
数值模拟是一种通过计算机数值计算的方法，可以模拟出复杂流动状态下的换热系数。
数值模拟的优点是可以考虑更多的因素，提高计算精度，但计算复杂度较高，需要借助专业软件进行模拟计算。
2. 影响因素翅片管换热系数的大小受到多种因素的影响，包括流体性质、流动状态、翅片形状等。
流体性质是影响换热系数的重要因素之一，包括流体的粘性、导热系数、比热容等。
一般来说，粘性较小、导热系数较大的流体具有较高的换热系数。
流动状态也对换热系数有很大影响，分为定常流动和非定常流动两种情况。
在定常流动状态下，流体速度和温度分布均保持不变；而在非定常流动状态下，流体速度和温度分布随时间变化。
一般来说，非定常流动下的换热系数较定常流动下高。
翅片形状是另一个重要的影响因素，翅片的几何形状会对翅片管的传热效果产生明显影响。
常见的翅片形状有三角形、梯形、椭圆形等，不同形状的翅片会导致换热系数的差异。
3. 应用案例翅片管换热系数在实际工程中有着广泛的应用。
例如，翅片管传热器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、冶金、制药等领域。
通过翅片管传热器，可以有效地将高温流体的热量传递给低温流体，达到能量利用和节能的目的。
在设计和选择翅片管传热器时，需要根据具体工况条件确定合适的翅片管换热系数。
根据流体的性质、流动状态和翅片的形状等因素，结合经验公式和数值模拟等方法，计算得到合理的换热系数，以确保传热效果的高效和可靠性。
波纹翅片管式换热器空气侧传热与阻力性能
波纹翅片管式换热器空气侧传热与阻力性能高飞.1 陈莹.1 左建国.2 李维仲.2（1.三洋电机(中国)有限公司大连分公司,大连116023；2.大连理工大学,大连116023）摘要：建立了翅片管式换热器空气侧性能评价试验装置，通过试验对采用波纹翅片的1-5列换热器在迎面风速为0.2-8m/s的范围内的传热与阻力性能进行了分析，考察了列数对其性能的影响。
通过对于实验结果的无量纲化，整理出关于波纹翅片管式换热器在干空气条件下的空气侧换热与阻力特性的试验关联式，并且关联式的各项系数只与换热器的列数有关。
可为翅片管式换热器的设计计算提供参考。
关键词：波纹翅片换热器传热关联式0 前言近年来，在暖通空调领域中改善能源利用率已成为重要课题，翅片管式换热器在这些领域中有着广泛的应用。
在换热器的设计过程中，空气侧的传热与阻力特性通常是采用试验拟合公式进行计算。
目前所见的试验拟合式大多数都非常复杂，适用的换热器的尺寸范围也很大[1-10]。
在实际的生产制造过程中，每个公司所能生产的翅片管换热器的种类有限，尺寸有所不同，因此在设计时，使用这一类通用的拟合公式进行计算，其结果会存在很大的偏差。
并且，各拟合公式通常都是在常用的风量范围内进行试验来获得。
因此，换热器的在较小的迎面风速范围内的特性曲线与更大的迎面风速范围内的特性曲线会有所差别。
为了评价在较大的迎面风速范围内（0.2-8m/s）的翅片管式换热器的性能，采用温水空气试验装置，对波纹翅片管式换热器的传热和阻力特性进行评价。
1.被试换热器与试验装置1.1被试换热器在本试验中，翅片管式换热器为单流程正三角式排列。
换热器主要规格见表1。
1.2试验装置试验装置如图1所示，包括空气系统和水系统两部分，可直接测量换热器空气的干湿球温度、相对湿度、压差，以及水的温度、流量和压差。
试验装置部分部件设计以及计算公式参照国家标准《GB/T 19232-2003》。
1.2.1空气系统为了获得更大的迎面风速，试验装置的空气系统用大小两个风洞组成，采用变频调节的引风机强迫空气流过换热器、风室和喷嘴，通过单个或喷嘴的组合来产生一定的风量。
椭圆管管壳式换热器壳程传热性能的试验研究
椭 圆管管壳式换热器壳程传热性能的试验研究
王玉琴 ， 天 民 ， 国福 宋 张
（ 宁石油 化工 大学 机 械工 程学 院 ， 宁 抚顺 辽 辽
１３０ ） １０ １
摘 要： 过试 验方 法对 椭 圆管换 热器 与螺旋 折 流板换 热器 和传 统 的 弓形 折流板 换 热器进 行 了壳程 通
传热性能和压降的研究， 同时进行 了壳程传热性能和压 降的对比。从试验数据处理 中得出， 椭圆管
１ ｔ ｕ ｅｈ ａ ｘ ｈ ｎ ｅ ｎ ｈ ｅｉａ ａｆ ｅ ｔｅ ｃ ａ ｇ ｒａ ｄ ｔｅ ｔ ｄｔ ｎ ｌｂ ｗ — ｓ ａ ｅ ａｆ ｉ ｉ ｔｂ ｅ ｔｅ ｃ ａ ｇ ｒａ ｄ ｔ ｅｈ ｌ ｌｂ ｆｅ ｈ ａ ｘ ｈ ｎ ｅ ｎ ｈ ｒ ｉｏ ａ ｏ — ｈ ｐ ｄ ｂ ｆｅ ｐｃ ｃ ｌ ａ ｉ ｌ
计算流体力学——翅片管换热器Fluent数值模拟
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均匀倾角波纹翅片管换热器数值模拟
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检查网格 Display—Check
最小体积不能为负值
显示网格 Display—Grid
设置单位 Display—Scale 本例以毫米为单位
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均匀倾角波纹翅片管换热器数值模拟
计算流体力学
题目：均匀倾角波纹翅片管换热器数值模拟
华北电力大学——能动学院——建环所
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均匀倾角波纹翅片管换热器数值模拟 问题描述：
管翅式换热器主要由传热管和翅片组成，通常外部流体介质为空气。翅片与传热 管间是钎焊连接，可以看作管道表面的延伸。翅片的形式有很多种，比如平直式、 波纹式、多孔型等。本文将对均匀倾角波纹翅片换热器进行数值模拟。
换热器示意图
计算区域侧面示意图
计算区域俯视图
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均匀倾角波纹翅片管换热器数值模拟
模拟均匀倾角波纹翅片换热器尺寸 模拟均匀倾角波纹翅片换热器边界条件
计算区域侧面示意图
计算区域俯视图
模拟均匀倾角波纹翅片换热器尺寸：
名称 翅片纵向长度 翅片间距 尺寸 36mm 1.8mm 名称 翅片管子横向间距 翅片管外径 尺寸 12.7mm 9mm
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Display---Models---solve 保持默认
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Display---Models---Energy 选中 Energy Equation
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本例不考虑重力影响， 保持默认
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本例文空气 保持默认即可
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