板式换热器强化传热数值模拟研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:smiletonyfrank
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枕板式换热器是指具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种换热器。枕板式换热器作为一种新型的板式换热器,采用真空钎焊结构,其通常由两块不锈钢薄板组成,通过在薄板上冲压出特定的凸起形状,并通过真空钎焊组成为一组散热单元。换热器通常是由多组散热单元有规律的排列到一起并在外部进行焊接而组成。做为一种新型的板式换热器,其具有设备紧凑、质量轻、占地面积小、易安装、清洗和维修的特点。本文改变枕板式换热器的几何模型:加装凹槽、改变凹槽弧长、布置位置、焊点的形状,采用数值模拟的方法研究了其对换热器换热性能的影响,结果如下:(1)通过改变凹槽的弧长,变化三个长度分别为8mm,12mm,16mm。可以看出,在Re=9000时,平均Nu最大达到了152.16,相比没有凹槽的枕板式换热器的Nu,具有凹槽的枕板式换热器的Nu最大能增加7.16%;对于阻力系数来说,随着凹槽弧长的增大,f增大,凹槽弧长为16mm时f最大,8mm时最小;由于不同弧长的凹槽表面换热差别不大,而其阻力系数差别较大,因此,凹槽弧长为8mm时的JF最大,而凹槽弧长为16mm时的JF最小。(2)对弧长为8mm的凹槽进行横向位置的变化。对于Nu来说,与弧长变化呈现出同样的规律,都是随着Re的增大,换热器的平均Nu不断增加。不同位置的枕板式换热器的f随Re增加而减小,当凹槽横向移动+2mm时,Nu达到最大为153.38,f在凹槽横向移动+4mm时达到最大为0.34,而JF的最大值出现在凹槽布置在初始位置时,相较于光通道(不加凹槽的枕板式换热器)最大可提升5.15%。(3)对弧长为8mm的凹槽进行纵向位置的变化,发现凹槽纵向移动+8mm时,Nu达到最大154.25,同样地此位置的JF的值也是最大的,相比于光通道提升5.83%;而f在凹槽纵向移动-12mm时达到最大0.35。(4)改变枕板式换热器的焊点形状,在焊点形状为纵置椭圆形时,Nu达到最大为157.30,同样地,此位置的f也是最大的0.51,在所有焊点形状中,逆置蛋型的JF数值是最大的,相较于圆形焊点的JF可提升4.01%。
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