谢洁飞，张 宇，罗武生，尹 点

（中南林业科技大学 机电工程学院，湖南 长沙 410004）

空气——空气冷却器（简称空——空冷却器）是目前风力发电机组中常用的一种关键设备，是利用环境空气冷却发电机组内部的热循环空气，从而起到降低发电机组内部温度，提高发电机组运行寿命的作用。根据结构特征的不同，空——空冷却器可以分为管式、板式、扩展表面式、以及再生式换热器等四类。其中，板式换热器具有传热系数高、对数平均温差大、占地面积小、重量轻等优点，已广泛应用于石油、化工、制冷空调、电力等多个工业领域。本文主要采用SolidworksFlowSimulation插件，对某风力发电机组用铝箔片平板式空——空冷却器性能进行数值模拟，分析冷热空气介质在换热器内的流动速度、温度、压力及其流动轨迹的流场分布，从而为该换热器结构优化设计奠定理论分析基础。

1 冷热空气流动控制方程与湍流模型

1.1 流动控制方程

换热器冷热空气流体内部流动属于一种三维、粘性、非定常湍流流动，其运动规律符合纳维——斯托克斯控制方程，包括：

质量守恒方程:

动量守恒方程：

能量守恒方程：

式（1）~（4）中：u=ui+vj+wk；u、v、w分别为流速在 x、y、z坐标方向的分量；ρ为流体密度；μ为流体动力密度；P为流体压力；Su、Sν、Sw为流体源在 x、y、z坐标方向的分量；Cp为比热容；T为温度；λ为流体的导热系数；ST为粘性耗散项。

1.2 气体湍流模型

空——空冷却器内部流动状态为紊流，求解冷热空气流动控制方程非常困难，工程上主要采用时均方程加紊流模型的求解方法进行求解。……