【正文】 管排橫向間距對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，說明間距越小換熱性能越好，這主要由于當間距增加時，管子之間的流道變寬，流動更加順暢，使尾跡區(qū)擾動減弱，換熱減弱。 橫向間距對壓降性能的影響圖429 不同橫向間距速度與壓降關系圖由上圖u△P關系看出，隨著管排橫向間距的增大，壓降略微降低，流動阻力減弱，且隨著流速的增大，不同間距的壓降相差增加，但差別不大，說明在流速較?。≧e數(shù)范圍600～1700）時橫向間距對管排阻力特性影響不大。 管排縱向間距對平直翅片管換熱與壓降特性的影響本節(jié)針對不同縱向間距的翅片管進行數(shù)值模擬，并分析其對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流場的分布 圖431 圖430 圖433 圖432 圖435 圖434 以上為翅片管縱向間距/、壓力、速度場分布圖。可以直觀看出隨翅片管縱向間距增大，流場分布更加均勻，流道內速度、壓力變化平緩，流動特性較好。 縱向間距對換熱性能的影響圖436 不同縱向間距uh關系圖由圖看出，在流速較小時（約為u），隨著管排縱向間距的增大，換熱性能變強，隨著流速的增加，管排縱向間距越大，換熱性能變差。但整體來看，換熱系數(shù)下降幅度很小，縱向間距對翅片管換熱性能影響不大。 縱向間距對阻力性能的影響圖437 不同縱向間距速度與壓降關系圖由圖437可明顯看出趨勢，縱向間距越大，壓降越小，流動阻力越小，且當流速較小時，縱向間距對阻力特性影響較小，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影響，從而利于流動的自由發(fā)展，也就大大減少了流動阻力。 管排方式對平直翅片管換熱與壓降特性的影響本小節(jié)針對雙排翅片管不同管排方式，即順排和叉排，進行數(shù)值計算，模擬其流場的溫度、壓力分布，并計算分析其在換熱與阻力性能的差異。其中，模型選取為：，橫線間距為16mm，管徑D取10mm。 順排、叉排的流場分布 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 順排管束流線圖圖442 叉排管束流線圖 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、壓力及流線分布，對比得出，順排管束流道內的溫度、壓力分布更加平緩，尤其是一二排管之間的壓力場。對比流線圖看出，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關系圖由上圖uh關系圖得出，在研究的來流速度范圍內，叉排管束的換熱性能要明顯優(yōu)于順排管束，從速度場、溫度場分析，主要由于順排時前、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大，而尾流漩渦區(qū)的速度幾乎為零，換熱能力很差，從而導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系圖可知，相同幾何參數(shù)及來流速度情況下，叉排管壓降明顯大于順排，表明叉排阻力要大，這與叉排管內流體的擾動強于順排，順排管內的速度、壓力分布更均勻的實驗情況是相符的。結 論平直翅片管換熱器是工業(yè)傳熱過程中的關鍵設備，以其結構簡單、輕巧緊湊、高效耐用、綜合性能較好等特殊優(yōu)點，已在制冷空調、電子器件散熱及工業(yè)生產等領域中得到了廣泛的應用。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，具有重要的現(xiàn)實意義。本文就針對空調內常用的翅片管換熱器為實際模型，建立模型進行數(shù)值模擬，探究了多種因素與翅片管換熱與流動特性的關系，并在整個學習計算過程中得出以下結論：(1) 在對物理模型劃分網(wǎng)格時，根據(jù)流體流動特性進行劃分，在速度、壓力、溫度梯度較大區(qū)域要進行網(wǎng)格加密，在近壁面處由于邊界層影響，也要進行加密，從而使計算更精確、更易收斂。(2) 對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，同時流動阻力也在增加，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，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，要強化翅片管換熱，充分利用管子前緣效應和改善管后流動分布與換熱性能是行之有效的方法。(3) 對于翅片間距的影響，當空氣進口速度u（Re數(shù)1550～1800范圍）時，隨翅片間距的增加，換熱能力h是逐漸降低的；當u（Re數(shù)1550～1800范圍）時，隨翅片間距的增加，換熱逐漸增強。同時，翅片間距減小，流動阻力增大，阻力系數(shù)減小，并隨雷諾數(shù)的增加，趨勢變緩。(4) 對于管排數(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) 對于管排橫向間距，橫向間距越大，空氣漩渦流擾動減弱，換熱能力減弱，阻力略微下降，但影響不大。(6) 對于管排縱向間距，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，流動阻力下降。(7) 對于管排方式，叉排換熱性能明顯好于順排，但流動阻力也較順排方式大。參考文獻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，2005：24．2. 李祥華，宋光強．幾種新型換熱器的特點及使用狀況對比[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驗研究[J]．石油化工高等學校學報．1996，9（2）：4953．4. 孟繼安．基于場協(xié)同理論的縱向渦強化換熱技術及其應用[D]．北京：清華大學航天航空學院，2003，15．5. 鹿世化．一種翅片管換熱器內部流場的數(shù)值模擬與實驗研究[D]．南京：南京航空航天大學能動學院，2007，25．6. 陶文銓．計算流體力學與傳熱學[M]．西安：西安交通大學出版社：1991．47．7. 陶文銓．計算傳熱學的近代進展[M]．北京：科學出版社：2000．68．8. 陶文銓．數(shù)值傳熱學[M]．西安：西安交通大學出版社：2001．1518．9. 劉建，魏文建，丁國良．翅片管式換熱器換熱與壓降特性的實驗研究進展[J]．制冷學報．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．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驗研究[J]．西安交通大學學報．1994，28(1)：9198．13. 柳飛，何國庚．多排數(shù)翅片管空冷器風阻特性的數(shù)值模擬[J]．制冷與空調．2004，4(4)：3033．14. 宋富強，屈治國，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]．西安交通大學學報．2002，36(9)：899902．15. 何江海，陳蘊光，徐正本等．風冷式平直翅片管換熱器的數(shù)值分析[J]．制冷與空調．2003，3 (4)：2628．16. 傅明星．雙排平直翅片管換熱器換熱和流動性能的三維穩(wěn)態(tài)模擬[J]．西安科技大學學報．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]．工程熱物理學報．2010，31(9)：15701574．18. 屈治國，何雅玲，陶文銓．平直開縫翅片傳熱特性的三維數(shù)值模擬及場協(xié)同原理分析[J]．工程熱物理學報．2003，5(24)：826829．19. 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