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波纹翅片传热与流动特性数值仿真分析*

2020-06-21任智达刘俊杰孔丽君胡雪婷

机电工程技术 2020年5期

王 硕,阎 凯,任智达,刘俊杰,孔丽君,胡雪婷

(1.中车大连机车研究所有限公司,辽宁大连 116021;2.中车大连机车车辆有限公司,辽宁大连 116021)

0 引言

板翅式换热器广泛应用于能源动力工程、石油化工工程、冶金材料工程、轨道交通等领域的热管理系统中。目前板翅式散热器的设计原理及方法非常成熟,针对机车及动车组用散热器已经形成了相应的行业标准[1],规范了产品的技术要求、试验方法、表面状态要求以及检验规则。由于波纹式翅片易于加工,同时易清洗耐污脏,改善换热效果显著等特性在机车及高速动车组得到广泛应用。本文采用数值仿真方法对波纹式翅片的传热及流动特性进行研究,利用仿真数据制作波纹翅片性能评价图。

国内外的工程师及科技工作者主要集中精力优化散热翅片及改进,在热交换器的研究设计工作中,工程师大部分的时间和精力用于传热表面的设计及选用[2]。Kays和London[3]针对大量不同的板翅式换热器传热表面结构,开展了系统的实验研究,总结出40多种翅片结构的传热及阻力关联式,为传热表面的设计提供了基础参照。Kays和London简单地将传热翅片分为平直型翅片、波纹翅片、三角翅片等连续翅片;锯齿翅片、百叶窗翅片等间断型翅片。即使有多种传热表面可供选择,却不存在一种任何条件下都是性能最佳的表面。强化传热的主要方式就是通过各种手段减薄和破坏边界层,同时会引起流通阻力的增大,增加了辅助功耗[4]。……

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