摘要
管翅式换热器广泛的应用于石油化工、航空航天、车辆、动力机械、低温制冷等领域。管翅式换热器的翅片结构是影响换热器性能的主要因素，在换热器翅片表面冲压涡产生器是现在较流行的一种强化传热手段，因此对换热器翅片改型及优化对提高换热器的整体性能具有重要意义。采用顺排管束管翅式换热器肋侧诱导产生的马蹄形涡强度有限，因此本文采用在圆管周围环置三角形曲面涡产生器来提高肋侧通道中二次流强度，从而提高管翅式换热器换热性能。 本文选取一个典型传热单元作为计算区域，采用块区域划分网格的方式对其进行网格划分，采用数值计算的方法对错位环置三角形曲面涡产生器翅片通道内的性能进行分析，其中包括错位环置三角形曲面涡产生器翅片通道内二次流特性和传热特性。并采用无量纲参数Se量化通道内的二次流强度，分析了管前三角形曲面涡产生器的周向位置参数β1及径向位置参数DVG1对换热器二次流特性和传热性能的影响。 管前三角形曲面涡产生器诱导部分流体流入曲面三角形涡产生器内诱导产生涡，另一部分流体流向管后方的曲面涡产生器，并在管后方的涡产生器诱导作用下，破坏流体边界层，延迟边界层的分离，减少圆管后方马蹄形涡的产生并产生二次流，从而提高了换热器圆管周围的换热性能。数值研究结果表明，随着Re的不断增大，流体流速增大并冲刷三角形曲面涡产生器诱导产生更多的二次流，同时冲压三角形曲面涡产生器可以有效改善圆管后方的尾迹区域。管前置曲面三角形涡产生器的周向位置参数越大，提高了圆管周围局部换热性能，对换热器的整体换热性能有所提高。管前置曲面三角形涡产生器的径向位置参数越大，换热器的整体换热性能有所提高，但对提高了圆管周围的局部换热性能不利。环置曲面三角形涡产生器在很大程度上提高了换热器圆管周围的局部二次流性能和换热性能。基于本文研究结果拟合了平均努塞尔数（Num）与Se之间的相关性，得到翅片通道涡特性与传热特性的关系。
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