铁镍泡沫提升板式换热器高效传热：CFD模拟与应用

本文主要探讨了铁镍泡沫填充板式换热器的传热特性通过数值模拟方法进行深入研究。铁镍泡沫作为一种特殊的换热材料，其独特的结构包括开放孔隙和三维立体网状设计，这使得其具有极高的比表面积和良好的导热性能。这种结构特点有助于增强流体的非线性流动，从而提升换热效率。研究者使用商业有限元软件CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学）工具FLUENT对铁镍泡沫填充下的空气-空气传热过程进行了模拟，结果显示，与实际实验数据相比，模拟结果具有较高的吻合度。 在换热器中填充铁镍泡沫后，冷热空气的湍流程度显著增强，这不仅提高了热量传递速率，还使得换热器能够在相同的操作条件下表现出更好的性能。然而，尽管铁镍泡沫会增加流经换热器的阻力，导致一定的压力损失，但整体上，这种影响对换热器的综合性能影响相对较小。对于相同孔隙率的泡沫材料，孔密度的变化对其传热效率的影响相对较小，这意味着设计时可以更加灵活地调整孔密度以达到最佳的传热效果。 这项研究的重要性在于，它为换热设备的设计优化提供了理论依据，特别是对于追求高效、轻量化和紧凑型的现代换热器设计。由于我国在新型换热器研发方面与国际先进水平存在差距，该研究成果有助于缩小这一差距，推动我国换热技术的发展，特别是在化工、石油和制药等行业的应用，有望带来显著的经济效益和社会效益。因此，对于相关领域的工程师和技术人员来说，理解和应用铁镍泡沫填充板式换热器的传热特性数值模拟方法具有重要的实践价值。