宋 建 蔡家斌 熊贤沙 李家春

（贵州大学机械工程学院 贵州贵阳 550025）

空气源热泵技术常用于农作物干燥，建筑供暖等领域，翅片管换热器作为热泵系统重要的一部分，对其进行研究有助于提高系统节能效益。李猛等［1］通过数值模拟方法研究了开缝翅片管换热器开缝数量对换热性能的影响，认为翅片开缝数量应考虑综合流动换热特性进行合理分配。也有研究认为降低翅片结构复杂程度有利于降低空气侧压降并减少积灰现象［2-3］。还有研究发现改变翅片结构能提升换热器换热性能［4-5］。

根据波纹翅片管结构对换热器换热性能的影响，利用CFD 技术构建换热器模型并进行数值模拟分析，探究翅片间距、翅片管纵向间距、翅片波纹高度对换热器换热机理研究。

1 模型建立与方法

1.1 模型建立

研究对象为常用波纹翅片管换热器，翅片管材料为铜，翅片材料为铝，3 排，叉排组合，翅片管结构如图1，为分析翅片结构对换热器性能影响，采用翅片间距、翅片管纵向间距、翅片波纹高度3 个指标对翅片管换热器进行数值模拟分析。翅片间距FP（1.5、2.0、2.5、3.0 mm），纵向间距S2（17.65、19.65、21.65、23.65 mm），翅片波纹高度GP（0.8、1.0、1.2、1.4 mm），假定进口流速、翅片换热区域长度不变。

图1 波纹翅片管换热器结构

以标准波纹翅片管作对比，参数如表1 所示，考虑翅片管换热器的周期性和对称性，简化计算模型区域有助于减少计算时间，延长进口和出口域，减少空气回流。

表1 标准翅片参数 单位：mm

现假设（1）空气做不可压缩流体处理；（2）不考虑辐射传热；……