板翅式换热器翅片对传热和阻力性能影响的研究.pdf

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1、李顺达刘成骆清国尹洪涛冉光伟：板翅式换热器翅片对传热和阻力性能影响的研究11板翅式换热器翅片对传热和阻力性能影响的研究StudyontheImpactofPlate-finHeatExchangerFinstoHeatTransmissionPerformanceandResistancePerformance李顺达，刘成，骆清国1尹洪涛1冉光伟2(1装甲兵工程学院2上汽通用五菱汽车股份有限公司)[摘要]随着科技的日益进步，换热器正朝着紧凑化、轻重量、小型化的方向发展。板翅式换热器作为紧凑式换热器之一，能很好地满足这一特性。本文立足于一台翅片材料为铝的板翅式换热器算例，通过理论

2、分析和实际计算，研究了板翅式换热器的翅片厚度、板间距以及翅片节距的变化对换热器传热性能和阻力性能的影响，旨在为板翅式换热器的优化设计提供更加详实的理论依据。[关键词]翅片厚度板间距翅片节距传热性能阻力性能StudyontheImpactofPlate-finHeatExchangerFinstoHeatTransmissionPerformanceandResistancePerformanceAbstract：Withthedevelopmentoftechnology，theheatexchangersaredevelopingtowardscompaction，light

3、—weightandminiaturization．Asoneofthecompactheatexchangers，theplate—finheatexchangercanwellmeettherequirementofthisfeature．Thisarticleisbasedonanexampleofaplate—finheatexchangerwhosefinmaterialisaluminum，bytheoreticalanalysisandpracticalcalculation，thisarticlefocusesontheinfluenceontheheattra

4、nsmissionperformanceandresistanceperformancecausedbythechangeoffinsthickness，platespacingandfinspitch．Anditaimsatprovidingmoredetailedtheoreticalbasisfortheoptimizationofplate—finheatexchanger．Keywords：finsthickness；platespacing；finspitch；heattransmissionperformance；resistanceperformance1引言板

5、翅式换热器是国内目前应用最广的换热器之一，它具有体积小、重量轻、适应性强、换热效率高等优点，已在石油化工、电子、航空航天、原子能、武器工业、冶金、动力工程和机械等领域得到广泛应用it】。但由于存在大量的翅片通道较为窄小，板翅式换热器的流动阻力较大，污垢问题较严重，在安装以及流道布置上较困难。在保证换热器的质量和体积的前提下提高换热器的换热能力同时使阻力增加的不大是目前换热器设计的一个方向[21。板翅式换热器是扩展面换热器中的一种。翅片是板翅换热器的最基本的元件。冷热流体的热交换大部分是通过翅片，小部分直接通过板壁进行的。一般情况下．翅片传热面积大约是换热器总传热面积的67％一8

6、8％【31。所以可以用翅片来增加传热面积和紧凑度，由此增大总的传热量。在这个过程中，翅片效率视为量化换热器传热性能的重要量度。同时，由翅片变化带来的流动阻力的增加又成为一个重要的问题。因此研究板翅式换热器的翅片厚度、板间距以及翅片节距的变化对换热器传热性能和阻力性能的影响具有很大的现实意义。12内燃机与配件2013年第ll期2板翅式换热器的模型建立与数学公式2．1板翅式换热器的模型建立板翅式换热器的截面形式有很多种，常用的有平直翅片、锯齿翅片、百叶窗翅片等。矩形翅片(见图1)是基本的翅片形式，本文就对此类型的翅片进行研究，研究其他形式的翅片同理。翅片的几何特征设计变量主要有：翅

7、片厚度8，翅片节距P，，板间距b，换热器一侧的流体流道长度L。金属板一l金属板L——堕——一图1理想化矩形翅片板流体2围2单流程板翅式换热器2．2翅片效率与翅片的换热量对于板翅式换热器长薄壁翅片，当玲>6时14]，翅片导热可视为一维导热．有m2=酱笋一等(1)传热效率可以通过翅片效率11f来表示，通过翅片的换热量为qo=1qf(hAr卜h4k)(To-T。)(2)由此可见，11f是用来量化翅片热性能的量度。在(2)式中，有Af--2x(¨8)×l，Ak=bx8(3)对于顶部绝热的薄壁翅片。通