在发现锯齿翅片用于天然气轻烃回收过程有着更好综合性能的基础上,采用控制变量法研究了锯齿翅片结构参数(翅片高度、翅片间距、翅片长度、翅片厚度以及翅片错开比)的变化对混合介质冷凝换热和流动特性的影响。可以得到:在通道Re=600时,翅片高度h=7.1mm、翅片间距s=2.2mm、翅片长度1=3mm、翅片厚度t=0.2mm、翅片错开比s0=0.4时,锯齿翅片综合性能*佳;在通道Re=2000时,翅片高度h=4.9mm、翅片间距s=1.8mm、翅片长度1=3mm、翅片厚度t=0.35mm、翅片错开比s0=0.4时,锯齿翅片综合性能*佳。
借助响应面设计方法对锯齿翅片结构参数量化,目标参数j因子、f因子和FTEF因子函数化,选用合适的响应面模型对他们的关系近似处理后,采用多目标遗传算法(MOGA)对锯齿翅片结构进行优化。结果表明j因子对翅片长度的变化*敏感,f因子对翅片厚度的变化*敏感,FTEF因子对翅片错开比的变化*敏感;翅片间距与翅片厚度的相互作用对j因子和f因子的影响*大,翅片错开比和翅片厚度的相互作用对FTEF因子的影响*大;优化结构相对于常用结构(47JC2003)j因子提高了 25%,f因子提高了 23.9%,FTEF因子提高了16.1%。
锯齿型翅片管散热器的换热效率高,是受到多方面、多因素影响的,合理的结构参数以及室内合适的环境是翅片管散热器能够优良散热的基础,也是翅片管散热器能够事半功倍的主要原因,因此在进行翅片管散热器的选择时,一定要仔细计算并慎重选择。