波纹开缝翅片管换热器的三维数值模拟分析

"本文详细探讨了波纹开缝翅片管换热器的传热与流动性的数值模拟，对比分析了波纹开缝翅片与平板开缝翅片在不同雷诺数(Re)条件下的性能差异。" 在工程领域，换热器的设计与优化对于提高能源效率和降低运行成本具有重要意义。波纹开缝翅片管换热器因其独特的结构特性，被广泛应用于空调、制冷、化工等行业的热交换系统中。李军、吴学红、徐青、凌长明和张正国的研究工作对这一领域的深入理解提供了重要的贡献。 该研究提出了一种新型的波纹开缝翅片管换热器，通过三维数值模拟的方法，探究了其在不同流动条件下的传热和流动特性。研究选择了雷诺数在1000到5000之间的范围，这个范围涵盖了大部分实际应用中的流动条件。他们将这种新型翅片与传统的平板开缝翅片进行了比较，旨在揭示两者在传热和流动性能上的差异。 分析结果显示，当雷诺数小于2752时，平板开缝翅片的换热效果优于波纹开缝翅片，这可能是因为此时流体在平板翅片上的边界层较薄，更利于热量传递。然而，随着雷诺数的增加，超过2752后，波纹开缝翅片的优势开始显现，其换热效率超过了平板开缝翅片。这是因为波纹结构能有效地扰动流体，增强湍流，从而提高传热效率。同时，波纹开缝翅片管的流动阻力相对较小，这使得在高雷诺数下，其整体性能优于平板开缝翅片。 这项研究的关键发现是，对于雷诺数大于2752的工况，波纹开缝翅片不仅在传热上表现出色，而且在流动阻力方面也具有优势，因此其综合性能更优。这一发现对于换热器设计者来说具有重要的指导意义，它提示我们在设计高效率换热器时，可以考虑采用波纹开缝翅片，尤其是在处理高流速或需要强化传热的场合。 此外，该文还讨论了数值模拟方法在解决此类问题中的应用，这种方法能够节省实验成本，快速预测和优化设计，为实际工程应用提供理论支持。文章中所提到的中图分类号V231.1表明了其属于热能动力工程的范畴，文献标志码A则意味着这是一项原创性研究，具有较高的学术价值。 这篇研究论文对波纹开缝翅片管换热器的传热与流动性能进行了深入的数值模拟分析，揭示了波纹结构对提升换热效率和降低流动阻力的影响，为实际工程应用提供了科学依据。这对于提升换热设备的设计水平，提高能源利用效率，以及推动相关技术的发展都具有积极的作用。