凹凸板换热器强化传热的数值模拟

摘要

采用CFD软件,RNGk-ε湍流模型对一种新型凹凸板在不同雷诺数Re、倾斜角度α、凸胞高度H下进行了数值模拟研究.结果表明,在3000≤Re≤20000范围内,随着Re的增大,凹凸板的Nu成指数倍增大,而f、Nu/Nu0和η则成指数倍减小,f/f0表现出不同的规律.在15°≤α≤60°内,凹凸板的Nu、f、Nu/Nu0、f/f0均随α的增大而增大;η则均随着α的增大而减小.在4mm≤H≤10mm内,随着H的增大凹凸板的Nu、f、Nu/Nu0、f/f0均逐渐增大,η则逐渐减小.分析表明,在低雷诺数下凹凸板的传热性能较好,其Nu/Nu0的值为1.7～7.1,f/f0的值为2.0～12.1,绝大部分的η值大于1最高达到4.3.当α=15°、H=4mm时综合传热性能最好.最后从场协同理论的角度分析了凹凸板强化传热的机理并与常见的酒窝板进行了对比.