翅片的形式,到目前為止已出現(xiàn)以下幾種:平直翅片、多孔翅片、鋸齒翅片、波紋翅片、釘狀翅、百葉窗翅片、片條翅片等。常用的有平直翅片、多孔翅片、鋸齒翅片和波紋翅片。
早期研究主要是以實(shí)驗(yàn)為主,但是昂貴的模具費(fèi)用使得這種研究的代價(jià)很大,因此,這種研究往往滯后于商業(yè)生產(chǎn)。隨著計(jì)算技術(shù)的日益發(fā)展,以計(jì)算機(jī)流體動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬為研究手段的研究方法發(fā)揮了越來(lái)越大的作用,用這種方法能夠在產(chǎn)品定型前進(jìn)行優(yōu)化。
(1)平直翅片
研究發(fā)現(xiàn),翅片間距對(duì)傳熱系數(shù)有顯著的影響,而管排數(shù)對(duì)空氣壓降幾乎沒(méi)有什么影響。業(yè)內(nèi)專(zhuān)家在研究此問(wèn)題時(shí)指出,邊界層的發(fā)展是制約單排管換熱特性的重要因素。經(jīng)對(duì)板間通道進(jìn)行了三維數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)只要翅片間距足夠小,管子后漩渦將被翅片的壁面效應(yīng)所抑制,此時(shí)整個(gè)流場(chǎng)將處于層流狀態(tài)。借助可視化實(shí)驗(yàn)技術(shù),研究發(fā)現(xiàn)翅片間距對(duì)流動(dòng)及傳熱行為的影響趨勢(shì),翅片間距存在強(qiáng)化傳熱的******值。
(2) 波紋翅片及沖縫片
對(duì)波紋翅片通道內(nèi)傳熱機(jī)理進(jìn)行的研究,發(fā)現(xiàn)存在臨界雷諾數(shù)Re,管排數(shù)對(duì)傳熱影響趨勢(shì)與平直翅片相反,但變化的量值比平直翅片管束要小的多。
(3) 百葉窗翅片
國(guó)外對(duì)百葉窗翅片進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究并得到傳熱與流阻的關(guān)聯(lián)式。對(duì)橢圓管、圓管百葉窗換熱器進(jìn)行的數(shù)值模擬研究,結(jié)果表明,管子背風(fēng)側(cè)的換熱惡化,百葉窗的窗片前緣效應(yīng)在強(qiáng)化傳熱中起到重要作用,對(duì)比橢圓管與圓管的總體換熱效果,發(fā)現(xiàn)橢圓管的強(qiáng)化傳熱能力沒(méi)有人們以前預(yù)想的好。
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