波纹开缝翅片管换热器传热与流动性的数值模拟

　　李军1，吴学红1，徐青1，凌长明1，张正国2

　　（1广东海洋大学T程学院，广东湛江;2．华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室，广东广州）

　　摘要：提出一种波纹开缝翅片管换热器，对其传热与流动特性进行三维数值模拟，选择Re范围在1 000到5 000时与平板开缝翅片的模拟相比较。结果表明，在Re小于2752时，平板开缝比波纹开缝的换热效果好，而Re大于2 752时，波纹开缝比平板开缝换热效果更好，并且波纹开缝翅片管换热器的流动阻力小于平板开缝，因此，Re大于2 752时波纹开缝比平板开缝综合效果更好。

　　关键词：翅片管换热器；开缝翅片；波纹翅片；传热特性；流动特性；数值模拟

　　Numerical Simulation of Heat Transfer and Flow Performance of Slit

　　Surfaces of Wave Plate for Fin and Tube Heat Exchangers

　　LI Junl, WU Xue-hongl, XU Qingl, LING Chang-mingl, ZHANG Zheng-guo2

　　(l.Engineering College, Guangdong Ocean University, Zhanjiang ,China;

　　2. The Key Lab of Enhanced Heat Transfer and Energy Conservation of Ministry of

　　Education, South China University of Techology, Guangzhou , China )

　　Abstract: The article presents three-dimensional numerical simulation of air-side heat transfer and flow performance of a kind of new slit wave-plate fin heat exchanger and draws a comparison between the heat transfer and flow performance of slit plate fin heat exchanger. It is revealed that the heat transfer coefficient of the slit plate fin heat exchanger is more than that of the slit wave-plate for Re2 752, the result is reversed, and pressure loss of the slit wave-plate shows smaller than that of the slit plate. So, in the case of Re>2 752, the slit wavy-plate is better than the slit plates in the whole.

　　Key words: fin-and-tube heat exchangers; slit fin; wavy fin; heat transfer; flow performance;

　　numerical simulation

　　紧凑管翅式换热器主要应用于供热、通风、空调与制冷工业，研究者一直致力于其性能的改进。影响换热器性能的因素较多，其中的主要因素是热阻，而换热器的主要热阻来自空气侧，因此，提高空气侧的换热效率是提高换热器的关键。增加空气侧的传热系数主要采用的方法有[1]：缩小几何尺寸、增强流体的紊流强度以及采用间断表面一开缝翅片。采用间断表面一开缝翅片比其他两种方法更能

　　提高换热系数，因此是目前广泛使用的技术。

　　由于换热器空气侧开缝翅片结构的复杂性,有关数值模拟的文献较少。K.N.Atkinson等[2]对百叶窗形式的翅片换热器用Star-CD进行了二维与三维

　　数值模拟。屈冶国等[3]对开缝翅片进行了三维数值模拟。文献[4-7]分别用实验方法对波纹翅片的换热与压降进行了研究，其中文献[4-6]还拟合了波纹翅片管的换热与阻力系数关系式。为此，本文提出一种波纹开缝翅片管换热器，并与平板开缝翅片管换热器的流动和换热性能