中国工程热物理学会 编号：

　　传热传质学术会议

　　齿型翅片管肋效率的数值计算

　　程贵兵陈远国

　　(重庆大学，)

　　摘 要

　　本文运用数值计算方法，计算出齿型翅片的肋效率，对齿形翅片管肋效率与相同

　　尺寸的整体翅片管肋效率进行了比较，整理并回归出目r=f(Bf，几何参数)形式的关

　　系式。

　　一、引言

　　齿型螺旋翅片管是在螺旋翅片管基础上发展的一种异形扩展表面。其制造工艺与

　　高频焊螺旋翅片管相似，不同之处是：齿型翅片管绕制前需将带材进行间隙局部切割。

　　绕制时被切断部分自然分开、形成齿轮形状如图1。其强化传热机理是破坏流动边界层

　　的形成，这种齿形肋片在空调器、锅炉省煤器及空预器等方面均得到了较为广泛的应

　　用。在]．程应用中，无论是进行翅片元件换热特性实验研究，还是设计翅片管换热器

　　时，均要用到肋效率这一参数。现有的文献虽然介绍了多种计算肋片效率方法…，但齿

　　型翅片管的肋效率应怎样确定，仅见文献[2]，它是通过修正的方法来进行近似估算，

　　准确计算齿型翅片管肋效率方面的报道尚未见到。本文采用有限差分的数值分析方法，

　　应用附加源项法解决了此计算问题，对其结果进行拟合，得出肋效率叩，=，(8i，几何

　　参数)的回归关系式；并对齿型翅片管肋效率和整体翅片管的肋效率进行比较，结果表

　　明，开齿后的肋效率比整体翅片管的肋效率高4~3％。

　　二、计算物理模型及数学模型

　　1齿型翅片管结构及绕制原理

　　齿型翅片管结构及绕制原理如图l所示，其肋片尺寸见表l。

　　图l齿型翅片管结构及绕制原理

　　Ⅵ一23

　　N02 38 50 68 l 2 4 48

　　NQ3 38 50 68 l 5 4 48

　　2．物理模型

　　取一颗齿的一半考虑，采用以下简化假设：

　　(1)肋片与流体的对流换热系数为常数；

　　(2)管壁温为～定值。

　　通过以上两点假设可建立如下的物理模型，如图2所示。 X

　　边界条件：

　　1面为**类边界条件：

　　2、6面为第二类绝热边界条件：

　　3、4、5面为三类边界条件。

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　　3．数学模型

　　A区型近似为矩形区，B区为一扇环区。 图2物理模型

　　A区的导热方程式及边界条件二

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　　无因次化后A区的导热方程及边界条件为：

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