曲线波纹振幅对带涡产生器管翅换热器换热性能影响研究

摘要

经研究发现，一种纵向曲线波纹与涡产生器组合的管翅式换热器翅片结构可以提高圆管管翅式换热器的换热性能。数值研究了曲线波纹振幅对换热器内流动与换热性能的影响，分析了不同振幅下通道内的涡量、换热、阻力和综合换热性能。研究结果发现，随着波纹振幅的增大，纵向涡的强度逐渐增强，流体对壁面的冲刷作用也相应增强，这有效破坏了热边界层，从而显著提升了换热器的换热性能。在Re=200～1 000范围内，与平直翅片和直波纹翅片相比，振幅为1.75 mm的纵向波纹翅片的Nu的最大增幅分别为72.7%和14.5%,f最大增加了161.8%和44.8%。所研究的纵向曲线波纹与涡产生器组合管翅式换热器的综合换热因子JF最大可达1.268，相较于平直翅片提高了26.8%。为便于工程应用，拟合了Nu,f和JF关于Re和波纹振幅h的关联式，Nu、f和JF偏差分别小于±3%、±10%和±6%。

关键词

纵向波纹翅片 / 曲线波纹 / 波纹振幅 / 涡产生器 / 换热性能

基金资助

国家自然科学基金(51866007); 甘肃省产业支撑计划(2025CYZC-017); 甘肃省重点人才项目(2025RCXM001)