【正文】 管排橫向間距對(duì)翅片管的換熱性能有較大影響，隨著橫向間距的增大，換熱系數(shù)減小，換熱能力下降，說(shuō)明間距越小換熱性能越好，這主要由于當(dāng)間距增加時(shí)，管子之間的流道變寬，流動(dòng)更加順暢，使尾跡區(qū)擾動(dòng)減弱，換熱減弱。 橫向間距對(duì)壓降性能的影響圖429 不同橫向間距速度與壓降關(guān)系圖由上圖u△P關(guān)系看出，隨著管排橫向間距的增大，壓降略微降低，流動(dòng)阻力減弱，且隨著流速的增大，不同間距的壓降相差增加，但差別不大，說(shuō)明在流速較?。≧e數(shù)范圍600～1700）時(shí)橫向間距對(duì)管排阻力特性影響不大。 管排縱向間距對(duì)平直翅片管換熱與壓降特性的影響本節(jié)針對(duì)不同縱向間距的翅片管進(jìn)行數(shù)值模擬，并分析其對(duì)換熱與阻力特性的影響。其中縱向間距S1/、D為管徑10mm。 不同縱向間距管排內(nèi)流場(chǎng)的分布 圖431 圖430 圖433 圖432 圖435 圖434 以上為翅片管縱向間距/、壓力、速度場(chǎng)分布圖?？梢灾庇^看出隨翅片管縱向間距增大，流場(chǎng)分布更加均勻，流道內(nèi)速度、壓力變化平緩，流動(dòng)特性較好。 縱向間距對(duì)換熱性能的影響圖436 不同縱向間距uh關(guān)系圖由圖看出，在流速較小時(shí)（約為u），隨著管排縱向間距的增大，換熱性能變強(qiáng)，隨著流速的增加，管排縱向間距越大，換熱性能變差。但整體來(lái)看，換熱系數(shù)下降幅度很小，縱向間距對(duì)翅片管換熱性能影響不大。 縱向間距對(duì)阻力性能的影響圖437 不同縱向間距速度與壓降關(guān)系圖由圖437可明顯看出趨勢(shì)，縱向間距越大，壓降越小，流動(dòng)阻力越小，且當(dāng)流速較小時(shí)，縱向間距對(duì)阻力特性影響較小，隨著流速增加，不同縱向間距翅片管壓降差別也愈明顯。這主要是由于增大管排縱向間距后，流道寬度增加，減小了管列之間的脈動(dòng)影響，從而利于流動(dòng)的自由發(fā)展，也就大大減少了流動(dòng)阻力。 管排方式對(duì)平直翅片管換熱與壓降特性的影響本小節(jié)針對(duì)雙排翅片管不同管排方式，即順排和叉排，進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，模擬其流場(chǎng)的溫度、壓力分布，并計(jì)算分析其在換熱與阻力性能的差異。其中，模型選取為：，橫線(xiàn)間距為16mm，管徑D取10mm。 順排、叉排的流場(chǎng)分布 圖439 順排管束溫度分布圖圖438 叉排管束溫度分布圖 圖441 順排管束速度分布圖圖440 叉排管束速度分布圖圖443 順排管束流線(xiàn)圖圖442 叉排管束流線(xiàn)圖 圖445 順排管束壓力分布圖圖444 叉排管束壓力分布圖 上圖顯示出叉排、順排管列的溫度、速度、壓力及流線(xiàn)分布，對(duì)比得出，順排管束流道內(nèi)的溫度、壓力分布更加平緩，尤其是一二排管之間的壓力場(chǎng)。對(duì)比流線(xiàn)圖看出，順排管束前后兩排管的尾流區(qū)連接在一起，形成了管徑寬度的尾流通道，使管后滯止渦流的死區(qū)面積比叉排管要大，這對(duì)整體翅片管的換熱性能有不良影響。 順排、叉排方式換熱性能的差異分析圖446 不同管排方式uh關(guān)系圖由上圖uh關(guān)系圖得出，在研究的來(lái)流速度范圍內(nèi)，叉排管束的換熱性能要明顯優(yōu)于順排管束，從速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)分析，主要由于順排時(shí)前、后排管的尾流區(qū)連接在一起形成了寬度為D的尾流通道，其寬度和面積都比交叉排列時(shí)大，而尾流漩渦區(qū)的速度幾乎為零，換熱能力很差，從而導(dǎo)致順排傳熱性能比叉排方式要差。 順排、叉排方式壓降特性的差異分析圖447 不同管排方式速度與壓降圖由上圖速度壓降關(guān)系圖可知，相同幾何參數(shù)及來(lái)流速度情況下，叉排管壓降明顯大于順排，表明叉排阻力要大，這與叉排管內(nèi)流體的擾動(dòng)強(qiáng)于順排，順排管內(nèi)的速度、壓力分布更均勻的實(shí)驗(yàn)情況是相符的。結(jié) 論平直翅片管換熱器是工業(yè)傳熱過(guò)程中的關(guān)鍵設(shè)備，以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕巧緊湊、高效耐用、綜合性能較好等特殊優(yōu)點(diǎn)，已在制冷空調(diào)、電子器件散熱及工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。因此研究提高翅片管式換熱器換熱效率的方法，使換熱系統(tǒng)裝置尺寸減小、能耗降低、換熱增強(qiáng)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文就針對(duì)空調(diào)內(nèi)常用的翅片管換熱器為實(shí)際模型，建立模型進(jìn)行數(shù)值模擬，探究了多種因素與翅片管換熱與流動(dòng)特性的關(guān)系，并在整個(gè)學(xué)習(xí)計(jì)算過(guò)程中得出以下結(jié)論：(1) 在對(duì)物理模型劃分網(wǎng)格時(shí)，根據(jù)流體流動(dòng)特性進(jìn)行劃分，在速度、壓力、溫度梯度較大區(qū)域要進(jìn)行網(wǎng)格加密，在近壁面處由于邊界層影響，也要進(jìn)行加密，從而使計(jì)算更精確、更易收斂。(2) 對(duì)于平直翅片管換熱器，隨著雷諾數(shù)Re增大，Nu數(shù)增加，換熱能力增強(qiáng)，同時(shí)流動(dòng)阻力也在增加，阻力系數(shù)f隨著雷諾數(shù)Re的增大，逐漸平緩。且管壁前緣換熱較強(qiáng)，管后尾流區(qū)存在滯止渦流，使管后面積不能得到有效利用，換熱很差。因此，要強(qiáng)化翅片管換熱，充分利用管子前緣效應(yīng)和改善管后流動(dòng)分布與換熱性能是行之有效的方法。(3) 對(duì)于翅片間距的影響，當(dāng)空氣進(jìn)口速度u（Re數(shù)1550～1800范圍）時(shí)，隨翅片間距的增加，換熱能力h是逐漸降低的；當(dāng)u（Re數(shù)1550～1800范圍）時(shí)，隨翅片間距的增加，換熱逐漸增強(qiáng)。同時(shí)，翅片間距減小，流動(dòng)阻力增大，阻力系數(shù)減小，并隨雷諾數(shù)的增加，趨勢(shì)變緩。(4) 對(duì)于管排數(shù)的影響，單排管換熱性能優(yōu)于雙排管束，且管排越多，壓降越大。(5) 對(duì)于管排橫向間距，橫向間距越大，空氣漩渦流擾動(dòng)減弱，換熱能力減弱，阻力略微下降，但影響不大。(6) 對(duì)于管排縱向間距，縱向間距越大，換熱系數(shù)h略有下降，但在本研究范圍內(nèi)影響不大。而流道寬度隨間距增大而增加，使流體更易自由流動(dòng)，流動(dòng)阻力下降。(7) 對(duì)于管排方式，叉排換熱性能明顯好于順排，但流動(dòng)阻力也較順排方式大。參考文獻(xiàn)1. 許偉，閔敬春．幾種典型翅片傳熱及阻力特性的數(shù)值研究與分析[D]．北京：清華大學(xué)，2005：24．2. 李祥華，宋光強(qiáng)．幾種新型換熱器的特點(diǎn)及使用狀況對(duì)比[J]．化肥工業(yè)．2001，9(1)：7880．3. 劉衛(wèi)華．百葉窗型和波形管片式換熱器性能實(shí)驗(yàn)研究[J]．石油化工高等學(xué)校學(xué)報(bào)．1996，9（2）：4953．4. 孟繼安．基于場(chǎng)協(xié)同理論的縱向渦強(qiáng)化換熱技術(shù)及其應(yīng)用[D]．北京：清華大學(xué)航天航空學(xué)院，2003，15．5. 鹿世化．一種翅片管換熱器內(nèi)部流場(chǎng)的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D]．南京：南京航空航天大學(xué)能動(dòng)學(xué)院，2007，25．6. 陶文銓?zhuān)?jì)算流體力學(xué)與傳熱學(xué)[M]．西安：西安交通大學(xué)出版社：1991．47．7. 陶文銓?zhuān)?jì)算傳熱學(xué)的近代進(jìn)展[M]．北京：科學(xué)出版社：2000．68．8. 陶文銓?zhuān)當(dāng)?shù)值傳熱學(xué)[M]．西安：西安交通大學(xué)出版社：2001．1518．9. 劉建，魏文建，丁國(guó)良．翅片管式換熱器換熱與壓降特性的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展[J]．制冷學(xué)報(bào)．2003，(3)：2530．10. 陳楠，申江等．管翅式表冷器數(shù)值模擬與性能分析[J]．低溫與超導(dǎo)．2003，31 (2)：60 64．11. 徐百平，江楠等．平直翅片管翅式換熱器減阻強(qiáng)化傳熱數(shù)值模擬[J]．石油煉制與化工．2006，9(37)：4549．12. 康海軍，李嫵，李慧珍等．平直翅片管換熱器傳熱與阻力特性的實(shí)驗(yàn)研究[J]．西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)．1994，28(1)：9198．13. 柳飛，何國(guó)庚．多排數(shù)翅片管空冷器風(fēng)阻特性的數(shù)值模擬[J]．制冷與空調(diào)．2004，4(4)：3033．14. 宋富強(qiáng)，屈治國(guó)，何雅玲等．低速下空氣橫掠翅片管換熱規(guī)律的數(shù)值模擬[J]．西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)．2002，36(9)：899902．15. 何江海，陳蘊(yùn)光，徐正本等．風(fēng)冷式平直翅片管換熱器的數(shù)值分析[J]．制冷與空調(diào)．2003，3 (4)：2628．16. 傅明星．雙排平直翅片管換熱器換熱和流動(dòng)性能的三維穩(wěn)態(tài)模擬[J]．西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)．2008，3(28)：537541．17. 馬挺，曾敏等．高溫下平直翅片管傳熱與阻力特性的數(shù)值研究[J]．工程熱物理學(xué)報(bào)．2010，31(9)：15701574．18. 屈治國(guó)，何雅玲，陶文銓?zhuān)街遍_(kāi)縫翅片傳熱特性的三維數(shù)值模擬及場(chǎng)協(xié)同原理分析[J]．工程熱物理學(xué)報(bào)．2003，5(24)：826829．19. 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