管翅式换热器平直翅片表面结霜特性数值模拟

摘要

基于欧拉多相流模型，采用数值模拟方法研究了湿空气入口温度、冷面温度、相对湿度及入口流速等关键工况参数对平直翅片管换热器翅片表面结霜特性的影响。结果表明，各参数对换热器表面结霜的空间分布、积累速率均具有显著且耦合的影响。总体而言，入口湿空气温度和相对湿度的升高，以及冷面温度和入口流速的降低，均加速了翅片表面霜层厚度的积累。其中，冷面温度是影响霜层厚度增长的主导因素：当冷面温度由-5℃降至-20℃时，霜层厚度增加了32.04%；入口流速对霜层厚度的影响最小，流速由2 m/s降至0.5 m/s时，厚度仅提高12.55%。在霜层密度方面，湿空气入口温度的提升作用最为显著，温度由-5℃升高至5℃时，霜层密度增长了41.32%。研究结果为管翅式换热器在实际工况下的防霜与除霜优化设计提供了一定的理论参考与数据支撑。

关键词

结霜特性 / 管翅式换热器 / 翅片表面 / 数值模拟

基金资助

国家自然科学基金(51676093); 甘肃省高等学校产业支撑计划(2023CYZC-37)