过渡SST模型模拟椭圆环形翅片管换热器的传热仿真

摘要

本文对椭圆环形翅片管换热器的热流体特性进行了数值模拟研究。采用过渡SST模型对湍流进行了仿真模拟,研究了气流速度、水平/垂直方向翅片直径比以及翅片密度的影响。仿真结果表明,椭圆环形翅片具有优越的性能。在具有相同传热性能的情况下,环形椭圆翅片的压降仅为圆环形翅片的一半。竖直椭圆环形翅片可能含有比圆环形翅片具有更优的热传导性能。利用相关性系数估算环形翅片的Nu数和压降,相关性系数和模拟结果在压降和传热系数上的最大偏差分别为5.6%和3.2%。为从第二定律的角度进一步阐述椭圆环形翅片的优越性,对归一化熵产生进行了研究。在所有情况下,圆环形翅片的熵产生率均高于椭圆环形翅片的。