流速及传热温差对换热器传热系数的影响

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1、第22卷第2期哈尔滨理工大学学报Vol.22No.22017年4月JOUＲNALOFHAＲBINUNIVEＲSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGYApr.2017流速及传热温差对换热器传热系数的影响王芳，田宇，张新宇，崔璐璐(哈尔滨理工大学机械动力工程学院，黑龙江哈尔滨150080)摘要:针对换热器热交换不充分的问题，研究给定结构壳管式换热器热空气流速以及传热温差对其传热系数的影响，把不同的传热温差，不同的气体流速下的实验数据进行分组，采用控制变量法，分别对以上两个因素的单独进行分析，做出k-ΔT，k-v的拟合曲线，得到经验函数。取整个换热

2、器为研究对象，采用数值模拟的方法，运用多孔介质，k-ε模型，采用二阶迎风模式，压力速度耦合运用SIMPLE算法，给出整个换热器的温度场以及传热系数的分布规律，最终给出以上两个因素对传热系数的影响趋势。关键词:换热器，传热系数，流速，传热温差DOI:10.15938/j.jhust.2017.02.006中图分类号:TK124文献标志码:A文章编号:1007－2683(2017)02－0029－05InfluenceonHeatTransferCoefficientofHeatExchangerbyVelocityandHeatTransferTemper

3、atureDifferenceWANGFang，TIANYu，ZHANGXin-yu，CUILu-lu(SchoolofMechanicalandPowerEnglineering，HarbinUniversityofScienceandTechnology，Harbin150080，China)Abstract:Aimedtoinsufficientheattransferofheatexchanger，researchtheinfluenceontheheattransfercoefficientimpactedbyvelocityandheattr

4、ansfertemperaturedifferenceoftubeheatexchanger．Accordingtothedifferentheattransfertemperaturedifferenceandgasvelocity，theexperimentaldataweredividedintogroup．Usingthecontrolvariablemethod，theabovetwofactorswereanalyzedseparately．K－ΔTandk－vfittingcurveweredonetoobtainempiricalfunc

5、tion．Theentireheatexchangerisasthestudyobject，usingnumericalsimulationmethods，porousmedia，k－εmodel，secondorderupwindmode，andpressure－velocitycouplingwithSIMPLEalgorithm，theentireheatexchangertemperaturefieldandtheheattransfercoefficientdistributionweregiven．Finallythetrendofthehe

6、attransfercoefficienteffectedbytheabovetwofactorswasgotten．Keywords:heatExchanger;heattransfercoefficient;velocity;heattransfertemperaturedifference对给定结构的管壳式换热器，在不同的传热温差以0引言及不同热空气流速下，分析传热系数的变化趋势，对实验数据进行归类分析，做出传热系数与传热温差随着人们节能意识的提高，如何有效及最大限的分布关系散点图以及传热系数与热空气流速的散度地利用现有能源，成为人们关注的焦点。本

7、文针点图，并进行拟合，分析引起其变化趋势的原因，在收稿日期:2015－10－10基金项目:国家自然科学基金(51375123).作者简介:王芳(1969—)，女，博士，教授，硕士研究生导师，E-mail:wf69yuan@163．com;田宇(1990—)，男，硕士研究生;张新宇(1989—)，男，硕士研究生。30哈尔滨理工大学学报第22卷［1－3］此基础上进行数值模拟，研究换热器内部的温μ1Si=vi+C2ρ

8、vj

9、vj(2)度分布［4－6］，分析传热温差和热空气流速对换热器α2传热系数［7－10］的影响。通过多孔介质的层流流动中，压降和速度成比例，常

10、数C2可以考虑为零。忽略对流加速以及扩散，多孔1模型介质模型简化为Darcy定律