彭 翔 李登洪 李吉泉 姜少飞

1.浙江工业大学机械工程学院，杭州，3100232.浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室，杭州，310027

0 引言

板翅式换热器具有比表面积大、质量小、温差小等优点，已在大型空分装备、航空航天、核工程等行业得到了广泛应用[1-2]。翅片是板翅式换热器中进行冷热流体热量交换的关键部件。伴随着板翅式换热器超大型化和低能耗化的发展趋势，挖掘翅片区域的换热潜能、提高换热效率成为了板翅式换热器发展的关键。

典型翅片结构包括平直翅片、波纹翅片、锯齿翅片等。翅片结构参数与出入口工况参数协调作用，共同影响板翅式换热器的热功率、压降、换热效率等综合性能指标。国内外通过计算流体力学(computational fluid dynamics，CFD)仿真分析[3-4]、风洞测试与粒子图像测速(particle image velocimetry，PIV)等实验手段[5]、理论模型计算[6]等方式，获取了翅片结构参数与换热性能间的耦合关联关系，并进行了翅片结构参数的优化设计。SAHA等[7]研究了换热器中局部流动与换热强化之间的关系，利用场协同原理确定了换热器内部局部传热增强机理。王威[8]通过风洞测试研究了三角波纹翅片和双尺度锯齿翅片的流动与传热性能，研究发现，两种结构都能在保证压降增高幅度很小的情况下实现传热强化。

在常规翅片结构上进行结构参数优化，虽然能够改善翅片的换热性能，但受限于翅片结构本身的局限性，换热潜能难以完全挖掘，因此，需要对翅片结构进行改进，使其结构更有利于破坏流道内流体的热边界层，并增强流体的湍流性能。……