侧置三角翼的管翅式换热器特性研究

摘要

通过三维数值模拟，对新型侧置三角翼纵向涡发生器的顺排和叉排管翅式换热器的流动和传热特性进行了研究。结果表明：侧置三角翼不仅促使纵向涡产生，同时形成了喷射状的流体加速区，减薄了边界层，增强了流体混合，从而强化了换热；在本文研究的Re数范围内，采用侧置三角翼的措施后，对顺排管翅式换热器其换热增强38.8%－50.9%，阻力增大30.3%－46.8%，对叉排管翅式换热器其换热增强35.1%－45.2%，阻力增大19.3%－34.5%，换热增强的比例均大于阻力增大的比例，是一种低功耗强化换热元件；在Re数较小时，采用侧置三角翼的强化结构比高Re数时具有更优的换热和阻力综合性能。侧置三角翼强化换热的内在机理可以归结为改善了温度场和速度场的协同性，即减小了速度和温度梯度间的夹角。