螺旋翅片管换热器的优化设计与数值模拟研究

"螺旋翅片管强化传热数值模拟的研究，由吴乐凡、向忠和胡旭东共同完成，该研究关注的是在热定型机蒸汽换热器中的应用，探讨了通过数值模拟优化翅片管结构参数以提高换热效率的可能性。此研究受到了国家科技支撑计划项目的资助。" 换热器作为关键的工业设备，被广泛应用在各种领域，包括机械、动力、运输、空调、制冷、低温技术、热量回收、替代燃料以及制造业。热定型机蒸汽换热器因其特殊需求，通常需要更高的蒸汽流量。因此，提高这类换热器的热交换率对于实现能源节约具有显著意义。本文的核心是采用数值模拟的方法，对螺旋翅片管的结构参数进行深入分析，旨在寻找最佳的翅片设计参数。 数值模拟是一种强大的工具，它能够对复杂的物理现象进行精确预测，如流体流动、传热等。在此研究中，研究人员考察了翅片间距、翅片高度和翅片厚度这三个关键参数对换热性能的影响。结果表明，翅片间距对换热系数的影响最为显著，其次为翅片高度，而翅片厚度的影响最小。减少翅片间距、增加翅片高度和减小翅片厚度通常可以提升翅片管的换热系数。 然而，这一改进并非无限制有效。随着这些参数的调整，翅片管的平均压降也会相应增加，这意味着换热系数的提升趋势可能会减缓，甚至在某一临界点停止提升。这提示我们在优化翅片结构时需要找到一个平衡点，既要考虑传热效率，也要顾及流动阻力的影响，以确保设备的总体性能。 关键词：数值模拟、换热器、参数优化 这项工作在中图分类号中被归类为TP391.9，代表了其在计算机科学技术领域的应用。研究人员来自浙江理工大学机械与自动控制学院，他们在纺织印染装备信息化及自动化方面有深入研究，通讯联系人是向忠副教授。 这篇论文提供了关于如何通过数值模拟优化螺旋翅片管设计以提升换热效率的宝贵见解，对于机械工程、能源利用以及相关工业领域的设计和改进具有实际指导价值。