扁管空冷器翅片结构优化研究.pdf

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1、研究与分析2013年第6期(第26卷，总第128期)·机械研究与应用·扁管空冷器翅片结构优化研究杜弘，杨鹏，张升平(1．西安恒瑞工程流体设备有限责任公司，陕西西安710061；2．西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室，陕西西安710049)摘要：基于带翅片的扁管空冷器的传热过程，对带翅片的扁管建立模型，并利用该模型在不同的翅片长度及不同风速下进行数值模拟，分析了翅片长度的选择与迎面风速的关系。分析结果表明，当翅片长度增加到一定值后，通过增加翅片长度的手段来强化换热性能收效很小；在低迎面风速下，翅片长度不要过长；在高迎面风速下，仍存在较大的传热温差，空气出口温度的增加只能通过

2、增加翅片长度来完成。关键词：扁管；翅片长度；迎面风速；传热性能中图分类号：TH123文献标志码：A文章编号：1007—4414(2013)06—0012—03ResearchonStructuralOptimizationofFlat-tubeFinsofanAir-coolerDUHong，YANGPeng，ZHANGSheng-ping(．XianHengruiEngineeringFluid咖memCo．，Ltd，XianShanxi710061，China；2．StateKeyLaboratoryofMultiphaseFlowinPowerEngineering，Xi

3、anfiaotongUnivemi~，XianShanxi710049，China)Abstract：Therelationshipbetweenthelengthofthefinandthewindwardvelocityisanalyzed．themodeloftheflattubewithfinsisestablishedandanumericsimulationstudyismadeundertheconditionofdifferentfinlengthsanddifferentwindspeedsaccordingtotheheattransferoftheair—

4、coolerwithfinnedflat-tubes．Resultsshowthat，tostrengthenheattransferperform—ancebyincreasingthefinlengthc&nonlyleadtoalittlebenefitwhenthefinlengthincreasestoacertainvalue．Thefinlengthshouldntbetoolongunderlowerwindspeed．Underhigherwindspeed，thereisstillaheattransfertemperaturedifference，howe

5、ver，theoutletairtemperaturerisesonlybyincreasingthefinlength．Keywords：fiattube；finlength；windwardspeed；heattransferperformance1引言扁管的管型承压能力比较低，尤其管长度较长由于节水的要求，在化工、电力及民用等许多领时，自身的稳定性较差，但在有钎焊的翅片后强度增域，冷却器将空气作为冷却介质，但是空气侧的传热加，承压能力提高。对于220mmx20mm~1．5mlTI的热阻相对较大，因此空气冷却器翅片作为有效地强化基管，在无翅片的条件下，即使在常温下，管内外压

6、差传热、增加扩展面积的手段而得到广泛的应用¨J。为70kPa时管子变形达到6．43mm，而在加翅片后，翅片扩展面积的提高对换热量的提高不是线性的关翅片节距为3．2mlTI，温度增加到120oC，管内外压差系，存在翅化效率的问题，因此对于一定应用场合存为100kPa时最大变形为0．24film，变形大幅度降在不同的合适的翅片结构。笔者对单排管在不同的低，如图1、2所示。因此采用合适的基管结构和翅片翅片长度及不同的风速进行了数值计算，以判断翅片节距完全可提高扁管的承压能力，大扁管直翅片的结长度的选择与迎面风速的关系，为空冷器传热强化管构可得到推广应用。的设计提供参考。2扁管作为传热

7、管的应用传统空冷器的传热管基本都是圆管椭圆缠绕翅片管或矩形套片管。两种管型在使用的时是多排结构，由于自身的结构特点和多排使用特点，在实际运行中灰污沉积快且难以清洗，在室外及环境空气质量差的场合运行效率低、成本高、清洗难度大、防冻能力差_2J。而大扁管外翅片采用全表面覆铝钎焊技术减图1常温下无翅片时管子变形图2高温下有翅片时管子变形少了接触热阻，翅片表面平滑，无定位柱，灰污沉积速度相对低，清洗容易，因此大扁管加平直翅片钎焊的3翅片管的物理模型传热管型值得大力推广应用。按照单排管的基本结构选择长