人字形板式换热器流道传热特性及参数优化

来源：农业工程学报杂志2019年第21期北京时间：

作者：杨艳霞,马晴婵,左玉清,

摘要：为了研究入口流速和结构特性对人字形板式换热器传热性能的影响，该文利用Realizable k-ε湍流模型对人字形板式换热器的二维正弦形流道截面内流动及传热特性进行了模拟分析，通过分析在不同雷诺数（Re）下其内部速度场、温度场和压力场，从而深入揭示其流道内流体流动和传热机理；同时分析在不同流速下波纹几何参数（波纹间距λ，波高h）对传热的影响，得到最佳传热下的波纹几何参数和流速。结果表明：1）人字形换热器流道内流速分布不均匀，在流道凹凸壁面上有涡流和传热死区的存在，因此合理的流速对换热器换热性能非常重要，0.4~0.5 m/s较合适。2）h和λ对换热器流道内平均壁面努塞尔数有较大的影响，λ越小，h越高，换热效果越强；且h对努塞尔数的影响要大于λ对努塞尔数，因此h为4~5 mm，λ为12~16 mm为宜。通过数值模拟人字形换热器的流道截面，较好地呈现流道内流体的流动和传热死区分布的规律，对提高人字形板式换热器的传热效率，节约工程能耗具有重要意义。

关键词：传热, 换热器, 波纹间距, 波纹高度, 数值模拟, 优化设计