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一种凹槽式百叶窗翅片换热器流动与传热性能数值模拟
| 论文题名： | 一种凹槽式百叶窗翅片换热器流动与传热性能数值模拟 |
| 关键词： | 汽车空调系统;翅片换热器;凹槽式百叶窗;传热性能;数值模拟 |
| 摘要： | 换热器是汽车空调系统中重要的组成部件，其换热效率对汽车空调的性能起到重要作用。微通道平行流换热器以其使用方便、换热效率高、质量轻、体积小等优势在汽车空调中得到了广泛的应用。本文采用数值模拟的方法，对平行流换热器的百叶窗翅片进行了计算，分析换热器空气侧的流动与传热性能，主要研究内容如下： （1）首先以传统矩形百叶窗翅片为研究对象，建立百叶窗翅片流固耦合数学模型，在模型网格划分过程中进行独立性分析，并将计算的结果与实验测试、经验关联式计算的结果进行比较，三种方法所计算结果之间的传热因子j与摩擦因子f误差均小于10%，从而证明所建立的数学模型是合理的，所采用的模拟方法是可行的。 （2）通过对常规矩形百叶窗翅片的流速、温度、压力场云图的分析，空气速度较小时，空气与翅片表面的对流换热不充分，翅片出口处空气直接冲刷管表面；空气速度较大时，换热系数增大，翅片进出口的压降也随之增大，但是流阻特性也是评价换热器好坏的一个重要指标，有必要考虑在流动阻力增加较少的同时最大限度的提高换热效率。 （3）基于传统百叶窗翅片，提出了一种新型凹槽式百叶窗翅片，两种结构百叶窗翅片模拟计算结果对比分析可知，同一速度即雷诺数相同时，新型凹槽式百叶窗翅片通道内空气流量比传统矩形百叶窗翅片通道内的空气流量多，空气与翅片表面的换热较为充分，压降也有所提升，但综合性能评价因子EJF提高了7.07~11.46%。 （4）对新型凹槽式百叶窗翅片的结构进行优化设计，分别从凹槽直径R、凹槽深度h、凹槽间距F、凹槽翅片布置方式四个维度分析，在改变单参数情况下对百叶窗翅片换热与流动性能的影响。在不同风速的条件下，分析了百叶窗翅片空气侧的换热与流动性能的变化规律，结果表明，新型凹槽式百叶窗翅片的结构参数组合为：凹槽直径R=0.35mm、凹槽深度h=0.03mm、凹槽间距F=1.25mm、凹槽翅片同一方向布置（A）时，新型凹槽式百叶窗翅片的流动与传热性能达到最佳。 |
| 作者： | 寇景康 |
| 专业： | 工程(建筑与土木工程) |
| 导师： | 周光辉;杜沛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中原工学院 |
| 学位年度： | 2022 |
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