场协同原理在强化换热器传热中的应用与分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第8卷第1期制冷与空调2008年2月REFRIGERAT10NANDAIR—CONDIT10NING30—32场协同原理在强化换热器传热中的应用与分析李革¨卫。张丽。董晓巍。(辽宁省水产品加工及综合利用重点开放实验室)(大连理工大学)。(大连水产学院)摘要以提高翅片管式换热器的换热性能为研究对象，根据场协同原理(在相同的速度和温度边界条件下，对流换热的性能取决于流体速度场与热流场协同的程度)，将换热器的基管由圆管改为椭圆管来提高换热器的换热性能。计算结果表明，其换热系数提高15％，阻力系数降低18％，对强化换热器的热力性能有一定的

2、参考价值。关键词翅片管式换热器场协同原理传热系数热力学计算对流换热StudyonheattransferenhancementofheatexchangerwithfieldsynergyprincipleLiGe)，)，。)ZhangLi)，。)DongXiaowei。)(KeyandOpenLaboratoryofAquaticProcessingandUtilizationofLiaoningProvince)(DalianUniversityofTechnology)。(DalianFisheriesUniversity)ABSTRACTToimprovetheheat

3、transferperformanceoffinnedtubeheatexchanger，accord—ingtothefieldsynergyprinciple(undertheconditionofsamespeedandthetemperatureboundaries，convectiveheattransferisdecidedbysynergybetweenthefluidspeedfieldandheatsfield)，utilizestheova1tubeinsteadofthecircleone．Thecalculationresultsindicatethat

4、theheattransfercoefficientiSincreasedbv15％andtheresistancecoefficientiSdecreasedbv18％．itisanenergysavingandavailabilitymethodtoenhanceheattransfercoefficientofheatexchanger．KEYWORDSfinnedtubeheatexchanger；fieldsynergyprinciple；heattransfercoefficient；thermodynamiccalculation；convectiveheattr

5、ansfer1强化换热器传热性能研究的重要性和加大传热温差△来实现_4J。围绕上述3条增由于传热强化技术能够提高各种换热设备的强传热的基本途径而采取的一系列技术措施即形效率、降低其质量和体积，所以一直受到科技界和成增强传热的方法_5J：①改变流体的流动情况；工业界的重视。20世纪70年代初出现的世界性②改变流体物性；③改变换热表面情况。其中第能源危机，使传热强化技术获得了快速发展。到了③种方法可以通过增加壁面粗糙度、改变换热面形90年代初。每年发表的有关传热强化的文献成倍状和大小、改变表面结构及进行表面涂层实现。笔地增长【1-3]。这是因为换热器在国民生产各部门者在场协同原理的

6、基础上，结合第③种方法对翅片具有举足轻重的地位，尤其在制冷空调领域更是重管式换热器进行换热性能的强化。中之重。2对流强化的物理机制及场协同原理根据传热的基本公式Q=KFAt，换热量Q2．1对流强化的物理机制的增加可通过提高传热系数K、扩展传热面积F通常认为，热量传递有3种模式，即热传导、热收稿日期：2007—05—11通讯作者：李革，Email：lige@dlfu．edu．Crl维普资讯http://www.cqvip.com第1期李革等：场协同原理在强化换热器传热中的应用与分析对流和热辐射。在翅片管式换热器的工作中经常界条件的改变使速度热流矢量的夹角减小或者是是3种换热形式同

7、时存在，但以对流换热为主。对3个标量场的配合更好，从而强化换热。对于常规流换热(热对流)的物理机制是由于流体的宏观运的管内流动换热，孟继安l8等采用周期性的改变动能携带热量，所以对流换热的热量传递速率高于椭圆界面放置，从而改变管内流场。纯导热时的传递速率。3)特殊的肋或插入物_9J。按照场协同原理设计但从另一角度来看，对流换热本质上是具有内的肋和插入物与常规情况不同，它不是为了增加传热热源的导热，流体的运动起着当量热源的作用。对面积，也不是为了增加湍流度。例如纤毛状插入物，流换热的强度与当量