翅片管强化方腔蓄冰性能的数值研究

摘要

为了研究管外耦合纵向翅片对制冷管蓄冰性能的强化作用,基于enthalpy-porosity方法建立了考虑自然对流条件下矩形腔内耦合纵向翅片的制冷管外蓄冰过程非稳态模型,并进行了数值求解.探讨了自然对流对蓄冰过程的作用机理,明确了翅片管的强化作用,分析了翅片材质及结构参数对蓄冰强化作用的影响.研究表明,受到自然对流的影响,矩形腔内的主流区域出现新的对流涡,液相区出现流动反转现象.冷媒温度-10℃、初始温度4℃条件下,相同蓄冰时间内,在制冷管的外表面上耦合纵向翅片可以在制冷光管的基础上将蓄冰量提升88.3%~260.1%.随着翅片高度和翅片数量的增加,得益于传热面积的增大,蓄冰量呈现近似线性增加.此外,翅片厚度的增加对蓄冰量的增益小于翅片高度与翅片数量增加的影响.