内展翅片管具有换热效率高、体积小等特点,广泛应用于动力、化工、电力、航天等多个领域。目前,随着科学技术及现代工业的快速发展,能源消耗越来越大,人们对工业过程中节能减排的要求也越来越高。寻求传热速率更高、流动阻力及生产成本相对较低的换热器成为人们持续关注的重点。因此,本文在纵向翅片管的基础上,设计了双侧翅纵向翅片管,进一步提高了翅片管换热器的换热效率,扩宽了应用范围。本文以不同结构参数的新型双侧翅纵向翅片换热管为研究对象,确定了标准k-ε湍流模型为模拟模型,通过与前人实验数据比较,进行了模型验证,数值模拟的结果平均偏低3.2%。在此基础上,以光管和纵向直翅片管为对照,分析了双侧翅纵向翅片换热管内的流动与传热情形。通过改变双侧翅纵向翅片管的结构参数,利用Fluent软件对其不同工况进行数值模拟分析,基于翅片优化设计的性能评价指标对不同结构参数的双侧翅纵向翅片管进行评价,并对结构参数的显著性进行了分析,得到以下结论。(1)当Re=1500时,对比了热空气在光管、纵向直翅片管与双侧翅纵向翅片管中心的温度场、速度场与压力场的分布图,得出双侧翅纵向翅片管的换热效果较好。(2)在模拟范围内(空气入口速度在3m/s~12m/s),翅片换热量随着翅片个数、厚度及侧翅片长度的增加而增加,其所消耗的泵功也随之增加。侧翅开角角度α为45°时,换热量较小,泵功最大,但侧翅开角角度α为75°时,翅片换热量最大,所消耗泵功较小。(3)对双侧翅纵向翅片管流动与传热综合性能影响从高到低的顺序为:翅片个数M>侧翅长度l>侧翅开角角α>翅片厚度δ。(4)根据流动与传热综合性能,选择适宜的双侧翅纵向翅片管的结构参数与侧翅开口角度:在较低流速下(v<7.5m/s),选择较薄(δ<0.5mm)和较短(l<3.5mm)的侧翅片,侧翅开角角度α为30°;在高流速下(v>7.5m/s),选择较厚(δ>0.5mm)和较长(l>3.5mm)的侧翅片,侧翅开角角度α为75°。