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1、翅片及拓展型翅片管翅侧性能CFD 模拟报告,模拟概况及CFD模型,0,A 9.52对称 开缝型式百叶窗翅片（弧形缝）a-1 9.52单向 开缝型式百叶窗翅片（矩形缝）a-2 9.52单向 开缝型式百叶窗翅片（弧形缝）B 7对称 开缝型式百叶窗翅（弧形缝）M 9.52+7管径混合对称开缝型式百叶窗翅片(弧形缝)c-LL 9.52对称开缝型式百叶窗翅片（迎背风侧 同向开缝 弧形）c-Y 9.52对称开缝型式百叶窗翅片（迎背风侧 反向开缝 弧形）N 9.52边界层反转开缝（迎背风侧 同向开缝 矩形）n 9.52边界层反转开缝（迎背风侧 反向开缝 矩形）,所有参与CFD模拟的翅型（9种）,绪论 模拟概
2、况及CFD模型,基 本 翅 型,拓 展 翅 型,管径混合型,计算域及边界条件,绪论 模拟概况及CFD模型,边界条件：X方向来流空气速度分别为0.5 m/s、1.0 m/s、1.5 m/s、2.5 m/s，温度为27（蒸发器）和35（冷凝器）；Y方向的边界流体和翅片为对称边界，管壁温度为5.3（蒸发器）和46（冷凝器）；Z方向的两个边界面为周期性边界；翅片的几何尺寸为：管外径7和9.52mm，翅片27140.105 mm3 和44220.105 mm3。,绪论 模拟概况及CFD模型,一、基础因素对翅片性能的影响,翅片间距的影响 A型,冷凝器工况，翅片厚度0.105mm，空气入口风速2.5 m/s
3、,翅片间距对换热量、换热系数、空气压降的影响,翅片间距对整机换热量影响,说明：整机取韩国105机组室外冷凝器尺寸 管总周长0.087m，翅片A型，翅厚0.105mm 垂直方向双排管，管排数48，管间距25.4mm,翅片间距对单翅片换热量影响,一、基础因素对翅片性能的影响,翅片厚度的影响 A型,冷凝器工况，翅片间距1.7mm，空气入口风速2.5 m/s,翅片厚度对换热量、换热系数、空气压降的影响,翅片厚度对单翅片换热量影响,翅片厚度对整机换热量影响,说明：整机取韩国105机组室外冷凝器尺寸 管总周长0.087m，翅片A型，翅间距1.7mm 垂直方向双排管，管排数48，管间距25.4mm,一、基础
4、因素对翅片的影响,风速的影响 A型,冷凝器工况，翅片间距1.7mm，翅片厚度0.105mm,入口风速对换热量、换热系数、空气压降的影响,一、基础因素对翅片性能的影响,大小管径的影响 A、B,蒸发器工况，翅片间距1.7mm，翅片厚度0.105mm,风速不同2种翅型换热量、换热系数、压降对比,大管径翅片管换热系数小，阻力大，不及小管径，但是换热量比小管径大。,二、微肋倾角对翅片性能的影响,参与计算翅型：,A9.52百叶窗型对称开缝翅片（弧形缝）a-19.52百叶窗型单向开缝翅片（矩形缝）a-29.52百叶窗型单向开缝翅片（弧形缝）B7百叶窗型对称开缝翅片（弧形缝）,计算工况：,基础翅型,蒸发器工况
5、：冷凝器工况：来流温度：300 K（27）来流温度：308 K（35）管壁温度：278.3 K（5.3）管壁温度：319 K（46）来流速度：0.5 m/s、1.0 m/s、来流速度：2.5 m/s 1.5 m/s、2.5 m/s,考察翅片倾角对翅片管性能的影响。,二、微肋倾角对翅片性能的影响,蒸发器工况：A型 翅片,不同风速下,微肋倾角对换热系数、压降的影响,不同风速下,微肋倾角对场协同角的影响,二、微肋倾角对翅片性能的影响,蒸发器工况，各翅型最优微肋倾角,冷凝器工况，各翅型最优微肋倾角,三、M 型（管径混合）翅片性能研究,优化翅型：,M9.52+7 百叶窗型对称开缝翅片（弧形缝）,计算工况
6、：,管径混合型,蒸发器工况：冷凝器工况：来流温度：300 K（27）来流温度：308 K（35）管壁温度：278.3 K（5.3）管壁温度：319 K（46）来流速度：1.0 m/s、2.5 m/s 来流速度：2.5 m/s,2.5m/s风速，z=0.5 平面温度云图,蒸 发 器,冷 凝 器,三、M 型（管径混合）翅片性能研究,不同工况，各翅型最优微肋倾角,四、基础型与M型翅片性能表现对比,蒸发器工况，各翅型性能对比,I.蒸发器工况下，1.0 m/s入口风速,各型式最优微肋倾角翅片换热系数比较,各型式最优微肋倾角翅片空气压降比较,蒸发器低风速1）区分大小管 B型，小管径换热系数高，阻力略高。其
7、他都是大管径，换热不及B型，阻力有比B型小。2）在9.52管径三个已有翅型这一队伍中A型表现不好，换热不突出，阻力偏大。a-2 最好同规格翅片（a-1与a-2），弧形开缝a-2比矩形开缝a-1性能更好；3）混合管径型 换热平平，阻力比较小。说明背风侧减小管径对换热影响有限，但阻力特性改善明显。,四、基础型与M型翅片性能表现对比,双向 开缝型式百叶窗翅片（弧形缝）,单向 开缝型式百叶窗翅片（弧形缝）,四、基础型与M型翅片在不同工况下性能对比,蒸发器工况，各翅型性能对比,各型式最优微肋倾角翅片空气压降比较,II.蒸发器工况下，2.5 m/s入口风速,各型式最优微肋倾角翅片换热系数比较,四、基础型翅
8、片与M型翅片在不同工况下性能表现对比,蒸发器工况，各最优微肋倾角翅型性能对比,四、基础型翅片与M型翅片在不同工况下性能表现对比,蒸发器工况，各最优微肋倾角翅型性能对比,四、基础型与M型翅片性能表现对比,冷凝器工况，各最优微肋倾角翅型性能对比,冷凝器工况下，2.5 m/s入口风速,各型式最优微肋倾角翅片换热系数比较,各型式最优微肋倾角翅片空气压降比较,四、基础型翅片与M型翅片在不同工况下性能表现对比,冷凝器工况，各最优微肋倾角翅型性能对比,Z=0.5 平面温度场比较,A 型,M 型,A 型,a-1 型,M 型,B 型,Z=0.5 平面速度场比较,四、基础型翅片与M型翅片在不同工况下性能表现对比,
9、结 论:,小管径翅型（B型）换热性能比大管径翅片更优；M型比A型更有优势，A型翅片背风侧开缝密度可适当减小，管径可缩小，对换热性能影响不大，但可明显降低空气压降；同规格翅片（a-1与a-2），弧形开缝a-2比矩形开缝a-1性能更好；同管径开缝，单向开缝翅片（a-1/a-2）比对称开缝翅片（A）空气压降更小，换热性能随工况不同变化。开缝形式不是越复杂越好，也不是越多越好。（A/a-2）,五、拓展型开缝翅片在特定工况下的性能表现,c-LL、c-Y、N、n 型翅片图示,c-LL 型 翅片微肋剖面图,N 型 翅片微肋剖面图,c-Y 型 翅片微肋剖面图,n 型 翅片微肋剖面图,N 型 翅片微肋剖面图,垂
10、直翅片表面（y=0.4平面）迎风侧温度场比较,A 型,a-1/2型,N/n型,C-LL/Y 型,同规格弧形开缝翅片：A型基础上拓展出c-LL、c-Y型蒸发器（1.0 m/s）c-LL与c-Y型换热性能接近A型，空气压降优于A型。蒸发器（2.5 m/s）c-LL与c-Y型换热性能和空气压降优于A型。冷凝器（2.5 m/s）c-LL型换热性能最优，空气压降优于A型。,同规格矩形开缝翅片：a-1型基础上拓展出N、n型蒸发器（1.0 m/s）N与n型换热性能优于a-1型，空气压降优于a-1。蒸发器（2.5 m/s）N与n型换热性能接近a-1型，空气压降优于a-1。冷凝器（2.5 m/s）N与n型换热性能和空气压降均优于a-1型。,采用微肋开缝方向变化和边界层反转技术的拓展型翅片：c-LL、c-Y、N、n型翅片。其性能优势在多种工况下得到了体现，明显优于原有的A、a-1型翅片；根据推算，现有蒸发器工况接近1.0m/s，9.52管径翅片中，a-2型最优。,结论如下：,感 谢！,
