文档介绍：1
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第 2 期(总第 147 期) 机械工程与自动化 N o 2
2008 年 4 月 M ECHAN ICAL EN G IN EER IN G & AU TOM A T ION A p r
文章编号: 1672 6413 (2008) 02 0056 03
板翅式换热器的传热特性研究
甘建德, 柴苍修
(武汉理工大学机电工程学院, 湖北武汉 430070)
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摘要: 运用A2N SYS 软件中的FLO TRAN 模块, 对板翅式换热器中的锯齿形翅片的湍流流动和传热特性进行了
模拟仿真。并对模拟结果进行分析, 证明与理论吻合较好, 说明运用 FLO TRAN 来分析板翅式换热器传热特
性是简便、直观的方法, 并对以后的板翅式换热器设计及优化提供了参考。
关键词: 换热器; AN SYS; 锯齿翅片
中图分类号: T P391 9∶TQ 051 5 文献标识码: A
0 引言 Q - W = U + K E + P E 。⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)
板翅式热交换器是一种高效换热器, 具有结构紧式中: Q ——热量;
凑、轻巧及传热效率高等特点, 它的换热面积为管壳 W ——做功;
式换热器的29 倍。但由于板翅式机油冷却器内的流体 U ——系统内能;
流动与传热规律十分复杂, 其内部流场分布不均匀, 使 K E ——系统动能;
得板翅式换热器严重偏离设计工况。传统的换热器设
P E ——系统势能。
计以实验设计为主, 根据换热器产品的热设计手册, 利对于大多数工程传热问题有:
用半经验半解析的估算公式进行设计计算。这种传统
K E = P E = 0 。
设计方式虽然仍是现代设计的基础, 但由于它的局限
通常考虑没有做功, 即W = 0, 则:
性, 目前已经无法满足设计的需要。因此, 本文主要
Q = U 。
运用了中的模块对板翅式换热器
AN SYS FLO TRAN 对于稳态热分析, 则:
中的锯齿形翅片进行模拟研究。
Q = U = 0 。
在热交换器中的应用
1 ANSY S 即流入系统的热量等于流出的热量。
1 1 热分析的应用
对于瞬态热分析, 则有:
利用AN SYS 有限元软件可以分析工程中普遍存
dU
q= 。
在的热问题。热分析包括稳态热分析、瞬态热分析、热 dt
辐射、热应力和相变等。热分析用于计算一个系统或即流入或流出的热传递速率q 等于系统内能的变化。
部件的温度分布及其它热物理参数, 如热量的获取或 1 2 1 导热
损失、热梯度、热流密度(热通量) 等。热分析在许多导热可以定义为完全接触的两个物体之间或一个
工程应用中扮演着重要角色。物体的不同部分之间由于温度梯度而引起的内能的交
[1 ]
1 2 AN SYS 热分析的基本理论换。导热遵循傅立叶定律:
运用AN SYS 进行热分析的基本原理是将所处理 dT
q″= - 。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2)
的对象划分成有限个单元(包括若干个节点) , 然后根 dx