环路热管换气装置传热特性数值模拟分析

"环路热管换气装置传热特性研究，王伟涛，陶汉中。本文通过数值模拟探讨了一种新型室内换气装置——环路热管换气装置在三维坐标系下的流动和传热特性，分析了翅片间距、翅片厚度、排间距和管排布对平均换热系数、流动摩擦系数和热阻的影响。研究由2011年大学生实践创新训练计划支持，主要研究人员包括王伟涛和陶汉中，其中陶汉中为副教授，专注于高效传热领域的研究。" 环路热管换气装置是一种高效能的热交换设备，通常用于建筑物的通风系统，能够有效地转移和调节室内热量，提高能源利用效率。本研究中，研究人员采用数值模拟的方法，针对三维空间内的环路热管进行了流动和传热性能的研究。他们关注了四个关键参数： 1. 翅片间距：改变翅片之间的距离（3mm、4mm、5mm）以影响流体流动的阻力和换热效率。计算结果显示，随着翅片间距的增加，摩擦系数增加，但同时换热能力也增强，热阻也随之上升。 2. 翅片厚度：调整翅片厚度（0.8mm、1mm、1.2mm）以探索其对热传递的影响。发现翅片厚度增加会降低流动阻力，提升换热能力，但可能导致热阻略有增加。 3. 排间距：分析了不同排间距（20mm、24mm、28mm）对装置性能的影响。排间距的变化同样影响着流动和换热性能，类似地，增大排间距会增加摩擦系数，增强换热，但也增加热阻。 4. 管排布：比较了4-3叉排和3-2叉排两种不同的管排布方式。结果表明，改变管排布可以显著影响摩擦系数和换热能力，具体表现为3-2叉排的装置在降低摩擦系数的同时，增强了换热，但热阻也有所增加。 关键词：环路热管、换气、换热、模拟。这项研究对于优化环路热管换气装置的设计和提高其在实际应用中的效能具有重要的理论指导意义，同时也为后续的实验验证和工程实践提供了理论基础。通过深入理解这些影响因素，可以设计出更高效、更节能的环路热管换气系统，从而在建筑环境控制领域实现更佳的热管理。