【正文】 12:73–89【17】Kim NH, Yun JH, Webb RL. Heat tr。中國(guó)動(dòng)力工程學(xué)報(bào)，2004，25(2)：271274【14】C. C. Wang, W. L. Fu, C. T. Chang. Heat Transfer and Friction Characteristics of Typical Wavy FinandTube Heat Exchangers. Experimental Thermal and Fluid Science 1997, 14:174186【15】C. C. Wang, J. Y. Jang, N. F. Chiou. A heat transfer and friction correlation for wavy finandtube heat exchangers. International Journal of Heat and Mass Transfer 42（1999）19191924【16】Wang CC, Lin YT, Lee CJ. An investigation of wavy finand tube heat exchangers。上海理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，26(5)：429432【13】歐陽(yáng)新萍，熊高鵬。制冷與空調(diào)，第3卷，第4期，2003年8月，pp：2628【12】歐陽(yáng)新萍，劉妮。多排數(shù)翅片管空氣冷卻器的風(fēng)阻特性試驗(yàn)研究，化工機(jī)械， 1996，23(6)：311～314【11】何江海，陳蘊(yùn)光，徐正本等。平直翅片管換熱器傳熱與阻力特性的試驗(yàn)研究。雙U型管中冷器在微型兩級(jí)風(fēng)冷式空氣壓縮機(jī)上的應(yīng)用。通過研究、改進(jìn)管翅式換熱器的流動(dòng)換熱性能，會(huì)使我國(guó)工業(yè)節(jié)約大量的能源。對(duì)于上述四個(gè)翅片以及本文未討論及的換熱關(guān)聯(lián)式均是只進(jìn)行了十幾個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)歸納出來(lái)的，通用性還不能明確的確定，且換熱器翅片復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致關(guān)聯(lián)式較為復(fù)雜，運(yùn)算過程較不方便，需要進(jìn)一步的加強(qiáng)管翅式換熱器強(qiáng)化翅片的實(shí)驗(yàn)研究，以得出更為通用和簡(jiǎn)潔的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。 結(jié)論本文研究了不同翅片形式管翅式換熱器流動(dòng)換熱性能的比較，首先進(jìn)行了平直翅片、波紋翅片、開縫翅片及百葉窗翅片管翅式換熱器相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式的總結(jié)和整理，再對(duì)每種翅片的關(guān)聯(lián)式進(jìn)行取值、計(jì)算，并利用Oringin軟件做出傳熱因子j、摩擦因子f和j/f關(guān)于雷諾數(shù)Re的數(shù)據(jù)線，進(jìn)行直觀的對(duì)比，可以比較出哪種關(guān)聯(lián)式的實(shí)用性最強(qiáng)，最后，選出四種翅片的最優(yōu)的關(guān)聯(lián)式再進(jìn)行比較，利用相同質(zhì)量流量準(zhǔn)則、相同泵功率準(zhǔn)則、相同壓降準(zhǔn)則。但是由于開縫翅片結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對(duì)其結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化的工作一般也僅限于試驗(yàn)研究方面。通過試驗(yàn)比較換熱特性和阻力特性，文獻(xiàn)[37]認(rèn)為開縫翅片在家用空調(diào)裝置方面占有優(yōu)勢(shì)。它比較了3種不同形式的翅片：平直翅片、百葉窗翅片和開縫翅片。 但是，文獻(xiàn)[36]沒有比較百葉窗翅片和開縫翅片的換熱和阻力特性，文獻(xiàn)[37]在這方面做了一定的研究。而翼狀翅片在因子和因子的改進(jìn)上都沒有很好的效果。在低雷諾數(shù)時(shí)相比較波紋狀翅片百葉窗狀翅片的換熱系數(shù)要大一些。試驗(yàn)結(jié)果討論了15種盤管模型，這些模型具有相同的管子和翅片的幾何形狀（25，2mm的翅片間距），但是翅片表面幾何形狀是不同的，分為平直翅片、波紋翅片、百葉窗翅片和翼狀翅片，得到了不同的換熱強(qiáng)化和壓力損失的評(píng)價(jià)，并且這些結(jié)論還依賴制造工藝的質(zhì)量。因此，在對(duì)壓降的要求比較嚴(yán)格，并且對(duì)換熱效果的要求也有限制時(shí)，可以選用開縫翅片。圖5 第一種幾何尺寸翅片換熱和阻力特性比較圖圖6 第一種幾何尺寸翅片比較圖圖7 第二種幾何尺寸翅片換熱和阻力特性比較圖圖8 第二種幾何尺寸翅片比較圖圖9 第三種幾何尺寸翅片換熱和阻力特性比較圖圖10 第三種幾何尺寸翅片比較圖圖11 第四種幾何尺寸翅片換熱和阻力特性比較圖圖12 第四種幾何尺寸翅片比較圖由圖圖圖9和圖11，很明顯可以看出，百葉窗翅片的因子值最大，開縫翅片的因子值次之，但是百葉窗翅片的因子值也是最大的。1． 平直翅片的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式當(dāng)管束列數(shù)時(shí)， （34）當(dāng)管束列數(shù)時(shí)， （37） （312）2． 波紋翅片的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式當(dāng)時(shí)， （351） （355）當(dāng)時(shí)， （360） （363）3． 百葉窗翅片的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式當(dāng)時(shí)， （370）當(dāng)時(shí)， （375）當(dāng)時(shí)， （380）當(dāng)時(shí)， （385）4．開縫翅片的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式 （3109） （3113） 采用4種不同幾何尺寸的翅片，分別為（1），；（2），；（3），；。 4．四種翅片經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式比較 對(duì)上述四種翅片形式選定的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式，在不同的翅片條件下進(jìn)行了比較，從而找到最優(yōu)的翅片形式。樊越勝[35]、。文獻(xiàn)[34]提供的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式為：當(dāng)并且時(shí)，因子的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式為 （3125） （3126） （3127） （3128）當(dāng)時(shí)， 因子的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式為 （3129） （3130） （3131） （3132） （3133）摩擦因子的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式為 （3134） （3135） （3136） （3137） （3138） （3139） （3140）在國(guó)內(nèi)，李嫵[9]對(duì)開縫翅片在傾斜布置的情況下，試驗(yàn)研究了濕工況條件下的換熱和阻力性能。在文獻(xiàn)[34]中，Wang等人[34]認(rèn)為對(duì)于管束列數(shù)為1時(shí)，換熱效果隨翅片距的減小而增強(qiáng)，但是當(dāng)管束列數(shù)大于2時(shí)，其結(jié)果剛好相反；當(dāng)時(shí)，換熱效果隨管束列數(shù)的增加而急劇減弱；當(dāng)時(shí)，管束列數(shù)對(duì)換熱效果的影響較??；對(duì)于較小開縫長(zhǎng)度的換熱器，管束列數(shù)的影響可以忽略；摩擦因子與管束列數(shù)的大小幾乎無(wú)關(guān)。圖4 開縫翅片示意圖關(guān)于商用開縫翅片換熱器的試驗(yàn)數(shù)據(jù)公開發(fā)表的非常有限，Nakayama和Xu[31]在八十年代初對(duì)3種不同類型的開縫翅片進(jìn)行了試驗(yàn)研究，基于他們的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，歸納出下列經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式[30]： （3104） （3105） （3106） （3107） （3108）由于Nakayama和Xu[31]的關(guān)系式的預(yù)測(cè)能力是很有限的，Wang等人[18]又對(duì)12種不同的開縫翅片進(jìn)行了試驗(yàn)研究，指出開縫翅片換熱器的換熱效果隨翅片距的減小而增強(qiáng)，但是當(dāng)管束列數(shù)不小于4時(shí)，其結(jié)果剛好相反；換熱效果隨管束列數(shù)的增加而減弱；摩擦因子與管束列數(shù)的大小幾乎無(wú)關(guān)。 在翅片上開縫可以破壞翅片上的邊界層， 減小邊界層的厚度，起到強(qiáng)化換熱的作用。 開縫翅片經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式的總結(jié)開縫翅片是另一種常用的非連續(xù)強(qiáng)化換熱表面。在傳熱量一定的情況下，換熱器設(shè)計(jì)的管束列數(shù)不宜大于3。文獻(xiàn)[28]給出了關(guān)于Stanton 數(shù)和因子的關(guān)系式： （3100）當(dāng)時(shí)， （3101） （3102）當(dāng)時(shí)， （3103）其中，是基于翅片距的雷諾數(shù)。因此當(dāng)雷諾數(shù)小于2000時(shí)，管束列數(shù)對(duì)換熱系數(shù)有顯著的影響，六列管的換熱系數(shù)有顯著的減小。Wang等人對(duì)這種工況下的換熱特性和阻力特性進(jìn)行了研究，并給出了如下的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式[16]： （391） （392） （393） （394） （395） （396） （397） （398） （399）Wang等通過試驗(yàn)研究，在文獻(xiàn)[15]中指出，當(dāng)雷諾數(shù)小于2000時(shí)，因子隨著管束列數(shù)的增加而減小；當(dāng)雷諾數(shù)大于2000和管束列數(shù)大于1時(shí)，因子對(duì)于管束列數(shù)來(lái)說相對(duì)獨(dú)立?？諝饬魍ㄟ^換熱器與水冷凝相結(jié)合使流動(dòng)形式變的非常復(fù)雜。圖3是百葉窗翅片的示意圖。百葉窗翅片可應(yīng)用到汽車方面，比如說散熱器、冷凝器和蒸發(fā)器等，在住宅用空調(diào)系統(tǒng)方面也有廣泛的應(yīng)用。對(duì)上述公式進(jìn)行比較，如表2所示，發(fā)現(xiàn)表2中公式2對(duì)于波紋翅片管翅式換熱器的換熱特性和阻力特性描述的最好。最后辛榮昌[19]給出了換熱和阻力的關(guān)系式，如下： （368） （369）張恩澤等[20]對(duì)表冷器的翅片間距對(duì)換熱的影響進(jìn)行了研究，指出對(duì)6列管波紋翅片表冷器，～，不論是從單位體積換熱量還是從單位阻力換熱量來(lái)衡量，～，其性能都是較好的。辛榮昌[19]還對(duì)管數(shù)列數(shù)的影響進(jìn)行了分析，他認(rèn)為當(dāng)翅片間距較小時(shí)（），2列管束的數(shù)明顯高于3列和4列管的值，當(dāng)翅片距較大時(shí)（），管束列數(shù)的影響減小。翅片距為2mm的數(shù)與相同管束列數(shù)下其他兩種翅片距的數(shù)的差別比平直翅片時(shí)的差距要小一些。通過試驗(yàn)辛榮昌[19]指出管束列數(shù)不同時(shí)，翅片間距的影響規(guī)律是不同的。的原因。較小管徑波紋翅片管換熱器的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式如下[15]： （329） （330） （331） （332） （333） （334） （335） （336） （337）較大管徑波紋翅片管換熱器的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式如下[16]： （338） （339） （340） （340）