垂直翅片管自然对流传热特性的数值研究

摘要

应用数值方法研究了采用3种不同翅型的垂直圆管在自然对流下的换热情况,获得了不同Re数下3种翅型表面传热与流动特性。研究中捕捉到翅片垂直管上自然对流的完整图像,从中可以直观地获得管翅表面上的温度分布和流场。研究结果表明:与直型翅片相比,在相同的Re数下,采用开缝螺旋型翅片与螺旋型翅片平均Nu数分别增加了14%、3%,平均流体速度分别增加了8.2%、3%,翅片效率分别降低了2.6%、1.2%。在换热效果方面,开缝螺旋型翅表现最佳,螺旋型翅片次之,直型翅片最差。在翅片效率方面,直型翅片的翅片效率最大,螺旋型翅片次之,开缝螺旋型翅片效率最低。因此在选择翅片型式的同时,应综合换热能力与翅片效率等方面进行考虑,可以通过优化翅片间距、翅片厚度、翅片高度等方面,在增强换热能力的同时提高翅片效率。