二维数值模拟：三角形波纹通道湍流换热性能优化

本文主要探讨了空气在三角形波纹通道内湍流流动与换热的数值研究。通过二维数值模拟方法，作者研究了雷诺数（Re）、间距比（ε）以及波纹纵横比（γ）对流体流动和换热性能的影响。当Re数和波纹纵横比γ较小的时候，流动不会出现回流现象。在研究的Re范围内，随着Re的增大，平均努塞尔数（Nu，衡量换热效率的一个指标）呈现出递增的趋势，而摩擦阻力系数（f，表示流动阻力）则呈现下降趋势。作者进一步拟合出了阻力系数f和表面换热特性数Nu随Re变化的关联式，这对于理解流动与换热行为具有重要意义。 文章指出，通过分析性能参数j/f，发现减小间距比ε或波纹纵横比γ可以有效提升换热性能。这表明，优化几何参数是强化换热器性能的关键策略。三角形波纹通道因其结构紧凑，易于制造，且能显著增强换热效果，因此在换热器设计中有广泛的应用前景。对于三角形波纹板换热器，先前的研究已经表明，其换热系数在层流区段增长有限，但进入湍流区后效果显著，换热效率远超平直通道。此外，波纹的高度和倾角也被证实对换热器性能有重要影响。 总结来说，这篇研究不仅提供了对三角形波纹通道内湍流流动和换热的深入理解，还为优化此类换热器的设计提供了数值依据和技术指导，有助于提高换热器的效率和紧凑性，满足现代工业对高效紧凑换热器的需求。