一种通过 CFD 获取翅片盘管换热器多孔介质系数的方法
姚治
（英格索兰亚太工程技术中心，上海，）
通过三维建模和 CFD 模拟计算，得到具有几何特征的翅片盘管样块在不同流速条件下的压损值，通过曲线拟合方
摘要 :
程和流体理论方程，得出可用于简化整片翅片盘管换热器为多孔介质的特性系数，使得对于整片翅片盘管换热器的性能
模拟计算成为可能。且这种方法具有一般通用性。
翅片盘管 换热器 多孔介质 CFD 流阻方程特性系数
关键词 ：
OBTAIN THE POROUS MEDIA CHARACTERISTIC COEFFICIENT OF THE
FIN-TUBE COIL HEAT EXCHANGER BY A CFD METHOD
Yao Zhi
(Ingersoll Rand Engineering & Technology Center - Asia Pacific, Shanghai, )
AbstractBy the virtual 3D modeling and CFD simulation method, the data sets of the pressure loss vs.the flow
velocity can be used for curve fitting . According to the fluid theory, the characteristic coefficient of porous
media use for simplify the whole fin-tube coil can be get to do the further coil system simulation. This process
and method has high generality.
KeywordsFin-tube coil Heat exchanger Porous media CFD Resistance equation Characteristic coefficient
1. 引言 但是如翅片盘管这类产品，复杂的结构外形和
翅片盘管作为换热器广泛用于各种空调机组中， 较大的产品尺寸使得实体化模型哪怕是在高性
主要由翅片和换热管组成。常见的翅片有波纹 能工作站计算机上进行仿真计算都十分困难，
形式、百叶窗形式等，几何外形都较为复杂。 因为网格数将会是上亿数量级的。因此在这类
如果是针对由很多片翅片组成的整个翅片盘管， 分析计算中，都会将其在软件中设置为多孔介
要做换热性能等分析或结构的改进，常规方法 质，一种忽略内部细节几何特征但具有一定阻
就是做大量的样品和实验，通过测试数据和理 力特性的简化材质。好处是大大减少了网格数
论，来推断出产品设计或改进方向。这种方法 量，使得分析计算成为可能。
的优点是可信度较高，缺点也显而易见，对测
对于如管束、多孔板、滤芯这类零部件，CFD
试设备和人员要求较高，周期长，且需要投入
软件中大都可以通过设置多孔类型、孔隙率、
大量金钱和精力。稍微改变一下翅片形状，即
粘性阻力系数和惯性阻力系数及方向、动量源
便是采用DOE的实验方法，工作量也会相当惊
项系数（多孔介质系数）、湍流度等来把它们
人。
