带涡产生器波纹翅片管翅式换热器流动与传热特性研究

带涡产生器波纹翅片管翅式换热器流动与传热特性研究带涡产生器波纹翅片管翅式换热器流动与传热特性研究

摘要：随着工业技术的不断发展和需求的增加，换热器在工业生产中扮演着重要的角色。本文以带涡产生器波纹翅片管翅式换热器为研究对象，通过实验和数值模拟的方法，对其流动与传热特性进行了研究。通过流体流动实验，测量了翅片间距、涡产生器长度和换热管倾角对热传递率的影响。同时，通过数值模拟计算了涡产生器的流动与传热特性，进一步验证了实验结果。

关键词：涡产生器；波纹翅片管；热传递特性；数值模拟

1.引言

换热器是工业生产中常用的设备，用于实现热量的传递。在众多的换热器中，翅式换热器作为一种常见的热传递设备，具有结构紧凑、传热效果好等优点，广泛应用于汽车工业、电力工业等领域。然而，传统的翅式换热器在流体流动和传热方面仍然存在一些问题，如流阻大、传热效果低等。为了提高翅式换热器的性能，研究者们提出了带涡产生器波纹翅片管翅式换热器，该结构可以有效地改变流体流动状态，提高传热效果。因此，对该类型换热器的流动与传热特性进行研究具有重要的意义。

2.实验方法

为了研究带涡产生器波纹翅片管翅式换热器的流动与传热特性，我们进行了流体流动实验和数值模拟。

2.1流体流动实验

我们设计了不同参数下的实验装置，流体采用水，通过改变涡产生器长度、翅片间距和换热管倾角来探究其对热传递率的影响。在实验中，我们测量了不同工况下的进口温度、出口温度、流速和压力等参数，并计算了热传递率。

2.2数值模拟

为了进一步分析换热器的流动与传热特性，我们利用计算流体力学（CFD）方法进行了数值模拟。通过建立三维模型、设定边界条件和计算流体动力学方程，我们得到了换热器内部的流场分布和温度分布。通过比较实验结果和数值模拟结果，验证了数值模拟的准确性。

3.结果与讨论

通过实验和数值模拟，我们得到了带涡产生器波纹翅片管翅式换热器的流动与传热特性的一些重要结果。

首先，我们发现翅片间距的减小可以增加热传递率。这是因为较小的翅片间距可以增加流体的湍动程度，从而提高热传递效果。

其次，我们发现涡产生器的长度对热传递率影响较大。随着涡产生器长度的增加，热传递率呈现先增加后减小的趋势。这是因为当涡产生器长度较短时，涡的形成和湍流的发展不完全，导致热传递效果不理想。但当涡产生器长度过长时，流动阻力增大，反而降低了热传递效果。

最后，我们还研究了换热管的倾角对热传递率的影响。实验结果表明，当换热管倾角为30°时，热传递率最高。

4.结论

通过对带涡产生器波纹翅片管翅式换热器的流动与传热特性的研究，我们得出了一些重要的结论。首先，翅片间距的减小可以提高热传递效果；其次，涡产生器的长度对热传递率有一定的影响，适当的涡产生器长度可以提高热传递效果；最后，倾斜角度为30°时，热传递效果最佳。总体而言，带涡产生器波纹翅片管翅式换热器具有较好的流动与传热特性，可在实际应用中获得更高的换热效率。

本研究对于优化换热器的设计和改进翅式换热器的性能具有一定的参考价值。然而，本文仅通过实验和数值模拟探究了换热器的部分特性，仍然存在一些问题需要进一步研究和改进。此外，我们在实验中使用的是水作为工作流体，未来可以考虑使用其他工质进行实验通过对带涡产生器波纹翅片管翅式换热器的研究，我们发现翅片间距的减小可以提高热传递效果。涡产生器的长度也对热传递率有一定的影响，适当的长度可以提高热传递效果。此外，倾斜角度为30°时，热传递效果最佳。带涡产生器波纹翅片管翅式换热器具有较好的流动