翅片式换热器优化设计的探讨

翅片式换热器优化设计的探讨

翅片式换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于工业生产和能源领域。优化设计翅片式换热器可以提高换热效率，降低能耗，提高设备的可

靠性和安全性。本文将对翅片式换热器的优化设计进行探讨，并介绍一些

常见的优化方法。

首先，翅片式换热器的优化设计需要考虑几个关键的因素。其中，翅

片的结构和材料选择是其中最重要的因素之一、翅片的结构应该具有较大

的表面积，以提高换热效率。同时，翅片的材料应具有良好的导热性能和

耐腐蚀性，以保证设备的长期稳定运行。

其次，翅片式换热器的工作原理是通过传导和对流来实现热量的传递。因此，在优化设计中需要考虑传热方式和传热方式的改进。一种常见的改

进方式是采用增加管道内流体的流速，以增加管壁和翅片之间的传热面积，提高换热效率。另外，可以通过改变流体的流动方式，如采用多级传热、

逆流或交流等方式，以增加温差和流体的混合程度，进一步提高换热效率。

再次，翅片式换热器的优化设计还需要考虑热媒的选择和设备的运行

参数。热媒的选择应根据工作条件和所需的换热效果来确定。例如，在高

温和高压条件下，可以选择使用高温液体或气体作为热媒，以提高换热效率。同时，设备的运行参数如流体的流量、温度和压力等都会影响换热器

的性能，因此应进行合理的调整和优化。

最后，翅片式换热器的优化设计还应考虑设备的维护和保养。由于翅

片式换热器通常是一种复杂的装置，需要定期的维护和清洁，以确保其正

常运行。在设计中应考虑设备的拆卸和清洗的便利性，以降低维护和保养

的成本。

总之，翅片式换热器的优化设计是一个复杂的问题，需要综合考虑多个因素。通过合理选择翅片的结构和材料、改进传热方式和传热方式、优化热媒选择和设备的运行参数，以及考虑设备的维护和保养，可以提高换热器的性能，实现能量和资源的有效利用。通过不断的研究和实践，可以进一步完善和发展翅片式换热器的优化设计方法，推动其在各个领域的应用和发展。

翅片管换热器传热特性的数值模拟研究的开题报告

翅片管换热器传热特性的数值模拟研究的开题报告 一、选题背景及研究意义 翅片管换热器作为一种常见的换热设备，在各种工业领域中广泛应用。其优势在于具有较高的传热效率和达到较高的换热功率密度。为了 更好地了解其传热特性，需要对其进行数值模拟研究。 本文将针对翅片管换热器进行数值模拟研究，探讨其传热性能。具 体研究内容为：1）建立翅片管换热器的数值模型；2）分析不同数组方 式和翅片参数对传热性能的影响；3）分析流体热物性参数对传热性能的影响；4）探讨翅片管换热器的优化设计。 此项研究具有重要的理论和实际意义。理论上，研究翅片管换热器 的传热特性，可以深入了解其换热信号，为设计和优化提供基础数据。 在实践中，通过有效的设计和优化翅片管换热器，减少能源消耗，提高 生产效率，降低生产成本，具有重要的经济和社会意义。 二、研究内容和方法 1.建立数值模型 由于翅片管换热器的几何形状复杂，一般采用计算流体力学（CFD）方法进行数值模拟，以获得其传热性能。本文将采用ANSYS Fluent软件 建立封闭式水冷翅片管换热器的三维数值模型，模拟翅片管换热器的传 热特性。 2.分析不同数组方式和翅片参数对传热性能的影响 本文将选取不同数组方式和翅片参数，分别对其不同的传热性能进 行分析研究。分析各种参数对翅片管换热器传热效率影响的规律，为翅 片管换热器的优化设计提供理论依据。 3.分析流体热物性参数对传热性能的影响

流体热物性参数包括热导率、比热容和密度等，都是影响翅片管换热器传热性能的重要因素。本文将在研究过程中分析这些参数对传热性能的影响。 4.探讨翅片管换热器的优化设计 基于数值模拟结果及分析，根据目标要求，针对翅片管换热器进行有效的优化设计，提高其传热效率，降低运行成本，达到节能减排的目的。 三、预期研究成果 1. 建立封闭式水冷翅片管换热器的数值模型，并进行合理的验证。 2. 探究不同数组方式和翅片参数对传热性能的影响规律。 3. 分析流体热物性参数对传热性能的影响规律。 4. 实现翅片管换热器的优化设计，提高其传热效率、降低成本和排放，具有重要的应用价值。 四、进度安排 1. 第一年 研究翅片管换热器的传热特性，并建立数值模型。 2. 第二年 优化设计翅片管换热器，提高传热效率，降低生产成本。 3. 第三年 撰写论文并对已有成果进行总结和分析，完成论文的撰写和提交。 五、参考文献 1. 崔效群. 翅片管换热器的传热特性分析[J]. 灌排机械工程, 2019, 03: 110-112+115.

翅片换热器

翅片换热器详解 翅片换热器基本结构 翅片换热器由芯体、封头、接管和支座组成。 热闪换由芯体完成，因此最关键的部件是芯体。芯体由翅片、隔板、封条和导流片组成。 翅片换热器作用 翅片是翅式换热器最基本的元件，传热主要是依靠翅片来完成，一部分直接由隔板来完成。而翅片传热不像隔板是直接传热，故翅片有“二次表面”之称。翅片除承担主要的传热任务外，还起着两隔板间的加强作用。 翅片换热器类型 翅片有锯齿形、平坦形、多孔形等多种结构型式，可根据不同的操作条件来选择合适的翅片型式；通豪热能翅片的扩展面和翅片对流体的扰流能力决定了热交换能力；因此翅片换热器具有结构紧凑、轻巧及传热效率高等特点。 平直翅片特点是有很长的带光滑壁的长方型翅片，传热与流动特性类似于流体在长圆型管道中的流动。 锯齿翅片特点是流体的流道被冲制成凹凸不平，从而增加流体的湍流程度，强化传热过程，故被称为“高效能翅片”。 多孔翅片是在平直翅片上冲出许多孔洞而成的，常放置于进出口分配段和流体有相变的地方。 波纹翅片是在平直翅片上压成一定的波纹，促进流体的湍动，波纹愈密，波幅愈大，其传热性能愈好。 百叶窗式翅片又称鳞片式翅片或切断式翅片，其特点是翅片上冲有等距离的百叶窗式的栅格，向内流道凸出，起到强化传热的作用。 板翅式换热器有钎焊式和扩散焊两种基本结合型式。大多数热交换工况采用的是真空焊的铝制板翅式换热器，对于腐蚀性较高的介质，有真空钎焊的不锈钢板翅式换热器和钛板翅式换热器。 翅片换热器工作原理 翅片换热器工作原理主要用于干燥系统中空气加热，是热风装置中的主要设备，散热器采用的热介质可以是蒸汽或热水，也可用导热油，蒸气的工作压力一般不超过0.8Mpa，热空气的温度在150℃以下。翅片式换热器主要由空气流向间的三排... 翅片换热器应用 用于空分设备的换热器； 石油化工的乙烯装置、合成氨装置、天然气液化与分离等装置中； 用于深低温的氢、氦、制冷、液化设备中； 用于制冷和空调领域； 用于汽车和航空工业； 值得提出的是，目前在工程机械、通用机械、内燃机车等部门，翅片换热器被广泛的应用于各种油、水、气体冷却器。

铝制板翅式换热器设计要点分析

铝制板翅式换热器设计要点分析 摘要：铝制板翅式换热器是一种换热设备，具有高效性的特点，该散热器结 构紧凑，可以快速传导热量，而且其重量较小，在当前的工业等领域得到了广泛 应用。为了进一步突出铝制板翅式换热器的优势作用，在对其进行设计的过程中，需要合理进行结构选型，并且注重细节优化，保证铝制板翅式换热器的散热效果。本文铝制板翅式换热器设计要点进行分析研究，并且提出了几点浅见。 关键词：铝制板；翅式换热器；材料选择；设计要点 一、铝制板翅式换热器的特点 铝制板翅式换热器是一种高效的散热设备，具有非常明显的应用优势。铝制 板翅式换热器出现于美国，早在1942年，美国科学家Norris就提出了传热系数 与Raylow数的关系，研究了平板、钉、波纹等翅片的传热性能。随着这一技术 的积极应用，美国将深化对板翅式换热器与舰船、海军、航空等环节的研究。近 年来，随着我国制造技术的发展，铝板翅片已经取代了传统的金属管壳结构。其 总质量比仅为1/10，传热效果显著，是传统金属的5~10倍。因此，铝板翅片换 热器在化工和天然气液化中得到了广泛应用。 二、板翅式换热器存在问题 从结构上来看，板翅式换热器主要由进口管、进口封头、换热器芯、出口封 头和出口管组成。其结构尺寸为：进水管直径200mm，长度176mm，进水封头直 径308mm，长度905mm；流体通道的宽度为19 mm，长度为308 mm；出口管的直 径为200 mm，长度为246 mm。由于进入各层中的板翅式换热器的通道的流体的 不同流动模式，三个通道中的流动是不同的。径向通道流是最大的，其次是环形 通道流、涡流通道流是最小的。进气管附近通道内的流速通常比头部末端涡流槽 通道内的流速大一个数量级，各通道内的流速随进气管速度的增大而增大。因此，板翅式换热器横向流动存在严重的不均匀分布，影响了换热器的传热效率。考虑 到锥形分配器可以实现均匀的分配和收集，不影响板翅式换热器的流量分布不均

基于响应面法板翅式换热器结构优化

基于响应面法板翅式换热器结构优化 2江苏科技大学215636 摘要 本文以板翅式换热器锯齿形翅片为研究对象，研究不同结构参数对板翅式换 热器流动换热特性的影响。基于多级响应面法，采用Box-Behnke试验，以翅片 高度、翅片厚度以及翅片间距作为试验因素，板翅式换热器的换热系数以及压降 为响应值，分析交互作用下的影响，此方法可以迅速得到板翅式换热器结构参数 的优化方案,并分析出主要的影响因素,对板翅式换热器的应用提供一些借鉴。并 得出最优参数组合方案：翅片高度为3.8mm时，翅片厚度为0.2mm，翅片间距为2.58mm时，换热系数最大，压降最小。 。 关键词:板翅式换热器；优化；响应面法 Abstract In this paper, the influence of different structure parameters on the flow heat transfer characteristics of plate-fin heat exchanger is studied. Based on multi-stage response surface method, the Box - Behnke test, fin height, fin thickness and fin spacing as test factors, the plate-fin heat exchanger heat transfer coefficient and pressure drop as the response value, under the analysis of the interaction, the effect of this method can quickly get the plate-fin heat exchanger structure parameter optimization, and analysis the main influence factors, provide some reference for the application of plate-fin heat exchanger. And the optimal parameter combination scheme is obtained: when the fin height is 3.8mm, the fin thickness is 0.2mm, and the fin

翅片式换热器优化设计的探讨

翅片式换热器优化设计的探讨 翅片式换热器（Finned heat exchanger）是一种常见的热交换设备，被广泛应用于各个领域，如汽车发动机、空调系统等。它通过增加翅片的 表面积，提高了传热效率。本文将探讨翅片式换热器的优化设计，包括翅 片结构的优化、流体流动的优化以及材料的选择优化等方面。 首先，翅片结构的优化是提高热交换效率的关键。传统的翅片结构是 直翅片，但随着科技的进步，新型的翅片结构被提出，如波纹翅片、凹凸 翅片等。这些新型翅片结构可以增加翅片与流体之间的传热面积，提高传 热效率。因此，在设计翅片式换热器时，可以根据具体的传热需求选择合 适的翅片结构，以实现更高的传热效率。 其次，流体流动的优化也是提高热交换效率的重要因素。流体在翅片 间的流动方式对传热效率有着直接的影响。通过优化流体流动的路径、速 度和分布等参数，可以改善流体在翅片间的流动状态，减小流体的阻力， 提高传热效率。例如，可以在翅片之间设置适当的腔体，引导流体流动， 并通过数值模拟和实验验证确定最优设计方案。 另外，材料的选择优化也是翅片式换热器设计的关键。传统的翅片材 料多为铝合金，它具有良好的热导性和轻质化特点。但在一些特殊工况下，铝合金可能不能满足要求，此时可以选择合适的材料替代。例如，对于高温、高压的工况，可以选择耐高温合金或陶瓷材料作为翅片材料，以提高 耐温性能和耐腐蚀性能。 此外，辅助设备的优化也是翅片式换热器设计中需要考虑的因素。例如，在冷却系统中，增加风扇的数量和风速可以提高换热器的冷却效果； 对于一些特殊工况，还可以考虑使用辅助冷却设备如水喷淋装置或降低冷

却剂的温度等。这些技术措施可以在满足热交换要求的前提下，进一步提高热交换效率。 总之，翅片式换热器的优化设计从翅片结构、流体流动、材料选择以及辅助设备等多个方面入手，以实现更高的传热效率和更好的工作性能。优化设计的研究不仅需要理论模拟和实验验证，还需要综合考虑具体的应用场景和经济效益。随着科技的不断进步，翅片式换热器的优化设计将会得到进一步的完善和发展。

翅片式风冷换热器设计

翅片式风冷换热器设计 一、翅片式风冷换热器的设计原理 翅片的设计要求较高，首先是要有足够的散热面积，以增加热量的传 导面积。其次，翅片要有较高的导热性能，以便迅速将热量传导到整个翅 片表面。此外，翅片的间距和形状也对流体流动和传热有着重要的影响。二、翅片式风冷换热器的结构 管道是用于传递热介质的通道，通常是通过焊接或套管连接到翅片上。管道的材料选用应根据热介质的特性和工作环境来确定。 支撑结构是用于支撑翅片和管道的框架，通常由钢材制成。其设计通 常考虑到整个结构的强度和稳定性。 风扇是通过产生强风使翅片散热的关键组件。风扇的功率和风速需要 根据换热器的散热要求和风道设计来确定。 三、翅片式风冷换热器的性能指标 1.散热面积：散热面积是决定换热器换热效果的关键因素，它与翅片 的面积有关。通常情况下，散热面积越大，换热效果越好。 2.热传导系数：热传导系数是指翅片材料导热的性能，高热导率的材 料可以提高热量的传导速度和效率。 3.风压损失：风压损失是指在风扇吹风的过程中由于风扇本身的设计 或管道布局引起的压力损失。风压损失越小，换热器的风量越大，换热效 果越好。

4.温度差：温度差是指热介质进入和离开换热器之间的温度差。温度 差越大，换热器的效果越好。 四、翅片式风冷换热器的应用 1.电子设备散热：翅片式风冷换热器被广泛用于电子设备和计算机中，以帮助散热，防止过热导致设备损坏。 2.汽车冷却系统：翅片式风冷换热器被用于汽车发动机的冷却系统中，以将发动机产生的热量散发。 3.空调系统：翅片式风冷换热器被应用于空调系统中，将室内的热量 传递到室外。 4.工业生产过程中的热交换：翅片式风冷换热器被广泛应用于工业生 产过程中，如化工、石油和能源行业等，以完成热交换的任务。 综上所述，翅片式风冷换热器作为一种常见的换热设备，在工业领域 中有着广泛的应用。通过合理设计翅片和风扇结构，以及选择合适的材料 和管道布局，能够获得较好的换热效果。因此，在设计翅片式风冷换热器时，需要充分考虑其原理、结构和性能指标，以满足不同领域中的实际应 用需求。

全铝翅片管式换热器在家用空调上的试验研究

全铝翅片管式换热器在家用空调上的试 验研究 摘要:为研究全铝翅片管在家用空调上应用的性能，将铝管翅片管式换热器 和铜管翅片管式换热器分别应用于相同的空调系统中进行试验对比分析，试验结 果表明在制冷剂充注量相同的情况下，铝管样机的制冷季节能源消耗效率、制热 季节能源消耗效率及全年能源消耗效率分别为铜管样机的92.9%、97.8%、95.1%；当铝管样机系统制冷剂充注量调整为铜管样机的92%时，铝管样机的制冷季节能 源消耗效率、制热季节能源消耗效率及全年能源消耗效率分别为铜管样机的 95.3%、96.8%、96.1%。 关键词:全铝翅片管式换热器；家用空调；能效；APF 前言 作者简介：吴一迪，工程师，自2013年毕业后一直从事空调产品研发及制 冷系统研究工作。 据相关数据显示，居民碳排放总量中有30%来自家用电器[1]，而家用空调又 是家电中主要的碳排放来源之一，因此提高空调产品性能、降低空调能耗对国家 碳排放战略意义重大。 目前家用空调提效的方式主要通过设计更高效的压缩机、采用更加节能高效 的环保制冷剂以及优化两器换热效率等方式实现。随着行业内对翅片管式换热器 的深入研究，仅通过调整两器内制冷剂分布及翅片形式的优化空间逐渐减小，而 进一步增加换热面积势必需要大幅增加铜管的使用量。空调行业亟需加快研发更 经济的铜管替代品，才能在提升换热效率与保证经济性之间做好平衡。

由于铝合金加工性、耐腐性等问题，全铝制换热器在我国家用空调应用较少，且由于早年间部分家用空调采用铝管时未能对铝管的腐蚀问题做好应对措施，导 致投诉不断，我国消费者对于全铝换热器的接受度也不高。然而随着铝合金工艺 的提升，在家用空调领域，尝试用铝管代替铜管将会一个主要的研究方向。 笔者将通过试验的方式对比铝管与铜管在空调整机上应用的差异，分析在分 体空调上应用铝代铜技术对空调整机性能的影响及可行性。 1铝与铜的性质差异 行业内，家用分体式空调通常采用翅片管式换热器作为蒸发器和冷凝器。由 于管内侧为高压制冷剂，因此U管材质通常选用具有较高导热系数、良好加工性 能和防腐性能的铜管（通常采用合金牌号为TP2的磷脱氧铜）。为进一步强化换热，通常将铜光管加工为内螺纹管。翅片则一般选用铝箔用以增大换热器的总换 热面积，强化空气侧换热。 因为翅片材料本身即采用铝箔，因此进行铝代铜分析仅需要分析铝管与铜管 的差异。由于铜管的抗拉强度（230~250 MPa）高于铝管（90~110 MPa），铝螺 纹管的底壁厚一般为铜螺纹管的2倍左右，同时纯铝在20 ℃时的导热系数为 236 W/(m·K)，如果单纯从导热角度看，应用铝代铜技术后的管路的导热热阻大 概增加了约4倍，但是铝代铜技术对翅片管式换热器整体热阻的影响，还应该分 析总换热热阻[2]： 式中：、为管外、管内的换热系数（W/(m2·℃)）；、为管外、管内的 污垢热阻（(m2·℃)/W）；为接触热阻（(m2·℃)/W）；为单位长度的管内表 面积（m2/m）；为单位长度的管外表面积（m2/m）；为以管子的对数平均直径为基准的单位管长表面积（m2/m）;为管壁厚度（m）；为管壁材料的导热系数（W/(m·℃)）；为翅片热阻（(m2·℃)/W）。

不同翅片形式管翅式换热器流动换热能比较毕业设计

不同翅片形式管翅式换热器流动换热能比较毕业设计

不同翅片形式管翅式换热器流动换热性能比较 摘要：随着制冷空调行业的发展,人们已经把注意力集中在高效、节能节材的紧凑式换热器的开发上,而翅片管式换热器正是制冷、空调领域中所广泛采用的一种换热器形式。对于它的研究不仅有利于提高换热器的换热效率及其整体性能,而且对改进翅片换热器的设计型式,推出更加节能、节材的紧凑式换热器有着重要的指导意义。 由于翅片管式换热器在翅片结构形式和几何尺寸的不同,造成其换热性能和阻力性能上的极大差异。本文概述目前国内外空调制冷行业中的普遍采用的几种不同翅片类型（平直翅片、波纹翅片、开缝翅片、百叶窗形翅片）的换热及压降实验关联式及其影响因素，对不同翅片形式的管翅式换热器的换热及压降特性的实验关联式进行总结，并对不同翅片的流动换热性能进行了比较。正确地选用实验关联式及性能指标，将对翅片管式换热器的优化设计及其制造提供可靠的依据。 关键词：翅片形式；管翅式；换热器；关联式；流动换热性能

Study on heat transfer and flow characteristics of fin-and-tube heat exchangers with various fin types Abstract：With the development of refrigeration and air conditioning, high efficiency, energy saving and material saving compact type of heat exchanger is development, as one kind of compact heat exchanger, fin-and-tube heat exchanger has a wide application in future. It is necessary to develop compact heat exchanger which is more energy saving and material saving to improve the heat exchanger thermal efficiency and the overall performance of heat transfer. This paper summaries the heat transfer and pressure drop correlations of different fin surfaces, and the corresponding influencing factors. The heat transfer and friction characteristic of these kinds of fin types are compared, and the results show the difference of these fin types. The appropriate correlation and evaluation criterion will provide reliable foundation to the design and optimization of compact heat exchangers. Key words：Fin-and-tube heat exchanger; Heat transfer and flow characteristics; Experimental correlations; Comparison

翅片式风冷换热器设计

翅片式风冷换热器设计 一、设计原理 翅片式风冷换热器由翅片管和冷却风机组成。工作时，热媒流经管道，通过管道壁与外界冷却空气进行热量交换，从而将热量传递给空气。同时，冷却风机通过流过翅片管的冷却空气，将其吹入翅片间隙，增加换热面积，提高换热效率。 二、换热器设计参数 1.翅片管长度和直径 翅片管长度和直径的选择应根据换热器的工作条件来确定。一般来说，较长的翅片管长度可以增加换热面积，提高换热效率，但也会增加阻力和 成本。而较大的翅片管直径可以增加流体的流量和传热量，但同样也会增 加阻力和成本。 2.翅片间距和数量 翅片间距和数量的选择需要根据换热介质的温度和流速来确定。较小 的翅片间距可以增加换热面积，提高换热效率，但也会增加阻力。翅片数 量应根据实际需求来确定，一般来说，较大的翅片数可以增加换热面积， 提高换热效率，但也会增加成本和复杂性。 3.翅片高度和厚度 翅片高度和厚度的选择应根据换热介质的温度和流速以及换热需求来 确定。较大的翅片高度和厚度可以增加换热面积，提高换热效率，但也会 增加阻力和成本。 三、翅片式风冷换热器的工作原理

具体工作流程如下： 1.热媒从换热器的进口进入管道，流经管道内部。 2.在管道内部，热媒通过管道壁与外界冷却空气进行热量交换。热媒 的热量传递给冷却空气，使其升温。 3.升温的冷却空气经过冷却风机的吹扫，被吹入翅片间隙。 4.在翅片间隙中，冷却空气与翅片接触，进行热量交换。冷却空气吸 收翅片的热量，并将其带走。 5.冷却的热媒经过管道进一步流动，从换热器的出口排出。 四、翅片式风冷换热器的优缺点 1.结构紧凑，占用空间小。由于翅片式风冷换热器利用翅片增加了换 热面积，故相同换热量下其体积相对较小。 2.热量传递效率高。翅片式风冷换热器具有较大的换热面积，能够实 现高效的热量传递。 3.适用范围广。翅片式风冷换热器适用于多种介质的换热，例如空气、水等。 1.清洗困难。由于翅片之间的间隙较小，难以将污物清洗干净。 2.阻力较大。翅片式风冷换热器会增加流体的阻力，降低了流体的流 动速度。 总结： 翅片式风冷换热器是一种常见的换热设备，其设计参数包括翅片管的 长度、直径、间距、翅片数、翅片高度、翅片厚度等。翅片式风冷换热器

翅片式风冷换热器设计

翅片式风冷换热器设计 翅片式风冷换热器是一种常用于工业和家用领域的换热设备，广泛应 用于汽车、航空航天、电力、化工等行业。它利用空气作为介质，通过翅 片的散热面积和空气的流动来实现热量的传递。在设计翅片式风冷换热器时，需要考虑到流体和空气的传热性质、翅片的结构形式、流体和空气的 流量以及换热管道的设计等因素。 首先，设计翅片式风冷换热器需要考虑到流体和空气的传热性质。翅 片式风冷换热器通常用于高温或高压条件下的换热，因此需要确保翅片和 换热管材料的耐高温性能。在选择材料时，需要考虑到其导热性能和耐腐 蚀性能。同时，还需要根据流体的性质和工艺要求确定其流速、温度和压 降等参数，以确保换热器的性能和稳定性。 其次，设计翅片式风冷换热器需要选择合适的翅片结构形式。翅片的 结构形式直接影响换热器的散热效率和压降。常见的翅片结构有平行翅片、斜翅片和交叉翅片等形式，具体选择则需要根据换热器的使用条件和要求 进行确定。此外，还需要根据翅片的尺寸和间距等参数进行设计，以满足 换热面积和空气流通的要求，并确保翅片的强度和稳定性。 第三，设计翅片式风冷换热器需要考虑流体和空气的流量。流量对于 换热器的性能和效率有着直接的影响。在设计时，需要确定流体的流速和 进出口温度差，进而计算出换热器的热传导率和对流换热系数。同时，还 需要根据空气的流通情况，确定适当的空气速度和风扇功率，以确保换热 器的散热效果和能耗。 最后，设计翅片式风冷换热器还需要考虑换热管道的设计。换热管道 的设计涉及到管道布局、管道尺寸和管道材料等方面。在进行设计时，需

要根据流体的性质和要求，确定管道的流通面积和长度，并进行合理的布置。此外，还需要选择合适的管道材料，以满足流体的流动和换热的要求，同时具备足够的强度和耐腐蚀性能。 总之，翅片式风冷换热器设计需要综合考虑流体和空气的传热性质、 翅片的结构形式、流体和空气的流量以及换热管道的设计等因素。通过科 学的设计和合理的选择，可以实现翅片式风冷换热器的高效率、稳定性和 可靠性。

板翅式换热器翅片通道流场的数值模拟及结构改进

板翅式换热器翅片通道流场的数值模拟及结构改进 板翅式换热器是一种广泛应用于工业生产和能源领域的换热设备。在翅片通道内的流场特性对换热器的传热效果至关重要。本文通过数值模拟对板翅式换热器翅片通道流场进行分析，探讨结构改进的可能性。 首先，我们需要了解板翅式换热器的基本结构。它由一系列平行排列的金属板和连接层以及纵向穿插的翅片组成。翅片的作用是增加换热表面积，提高换热效率。在换热器工作时，热介质通过翅片通道流动，与金属板接触，实现热量的传递。 数值模拟是近年来广泛应用于研究流场特性的方法。我们可以利用计算流体力学（CFD）软件，如FLUENT，建立一个板 翅式换热器翅片通道的三维数学模型。通过选择合适的边界条件和材料参数，可以在计算域中模拟出流场的内部流动情况。 在模拟过程中，我们将关注流场的速度和压力分布，以及湍流和热传递等相关参数。通过数值模拟，我们可以定量地评估不同结构参数对流场特性和换热效果的影响。例如，我们可以改变翅片的高度、间距和形状等参数，观察其对流动阻力和传热情况的影响。 通过数值模拟，我们可以发现板翅式换热器翅片通道中存在的一些问题。首先，由于翅片的存在，流场在通道中会产生较强的湍流。这会增加流动阻力，使能量损失增大。其次，由于翅片间距较小，流体在通道中的流动速度不均匀，导致换热效果下降。 为了改善这些问题，我们可以进行结构改进。一种可行的方法是通过改变翅片间距和形状，优化流场的分布。例如，增加翅片间距可以减少流动阻力，降低能量损失。同时，采用特

殊形状的翅片，如波纹翅片或扇形翅片，可以改善流场的均匀性，提高传热效率。 另外，我们还可以借鉴其他领域的结构设计思路，如生物学中的生物翅片结构。这些结构在自然界中已经得到了优化，具有较好的流场特性和传热性能。我们可以通过数值模拟和仿生学方法，将这些优化结构引入到板翅式换热器中，进一步改善其性能。 综上所述，本文通过数值模拟分析了板翅式换热器翅片通道的流场特性，并探讨了结构改进的可能性。我们发现翅片间距和形状对流场的分布和换热效果有重要影响。通过优化结构参数，如增大翅片间距和改变翅片形状，我们可以改善板翅式换热器的性能，提高其传热效率。未来的研究可以进一步探索其他优化结构和改进方法，为板翅式换热器的应用领域带来更多可能性 综上所述，通过数值模拟分析了板翅式换热器翅片通道的流场特性，发现存在较强的湍流和流动速度不均匀的问题。为了改善这些问题，可以通过改变翅片间距和形状进行结构改进。增加翅片间距可以减少流动阻力和能量损失，而采用特殊形状的翅片可以改善流场的均匀性和提高传热效率。此外，借鉴生物学中的生物翅片结构可以进一步改善板翅式换热器的性能。未来的研究可以探索其他优化结构和改进方法，为板翅式换热器的应用领域带来更多可能性。通过这些结构改进可以提高板翅式换热器的传热效率，推动其在各个领域的应用

翅片管换热器空气侧换热论文

翅片管换热器空气侧换热及压降的性能分析 摘要：对波纹翅片管及百叶窗翅片管两种换热器在析湿工况下空气侧的换热压降特性进行了试验研究，分析了不同温度进水工况条件对波纹翅片和百叶窗翅片管换热量、空气侧换热因子和摩擦因子的影响。结果表明：随着入口水温的增加，两种翅片空气侧的换热因子都增加，两者相差比较小，变化趋势一致；随着入口水温的增加，两种翅片空气侧的摩擦因子都降低，变化趋势一致；当入口水温相同时，两种翅片空气侧的换热因子都随着管内流体雷诺数Re的降低而增加，而摩擦因子都随着管内流体雷诺数的降低而降低。 关键词：翅片管换热器；空气侧；换热系数；压降；进水温度前言 翅片管式换热器被广泛应用于空调、制冷及化工领域。当翅片管式换热器的表面温度低于流通空气的露点温度时，翅片表面会产生结露，产生冷凝水，此现象称之为析湿。在析湿条件下翅片换热特征要比干工况复杂许多，空气状态变化既有热量的传递又牵涉到传质的变化，对于此类问题的研究大多是先从试验找现象，再去理论研究翅片表面的热质交换。 翅片管式换热器空气侧换热的研究对改进翅片的结构形式、推出更加紧凑、节能及节材型换热器，提高换热器的换热效率，有重要的研究意义。目前国内外关于翅片管式换热器空气侧特性的研究主要有Wang et al 研究了波纹高度对波纹翅片管换热器空气侧特性

的影响，总结了百叶窗式换热器的通用换热和压降关联式；李斌等得到了正弦波纹翅片管束在析湿条件下的换热和阻力特性，得出了空气侧的换热和阻力关联式；马小魁、张圆明、丁国良的研究着重于亲水层对换热器性能影响的研究；高晶丹等分析了翅片间距、进口空气相对湿度等因素对空气侧换热性能的影响。换热器空气侧特性研究主要都是集中在空气特性变化对其的影响，而管内进水温度变化对翅片管换热器的影响没有过多的介绍及研究，并没有展开过详细系统的研究。 本文借助于水与空气系统试验中得到的相关数据，通过实验和数值模拟拟合相结合的方法分别对波纹翅片和百叶窗翅片管换热器在不同的进水温度下的换热、压降特性进行研究分析，得出了两种翅片不同的换热和压降关联式。 1换热器试验装置及误差分析 本文所使用的实验测试平台是标准的焓差实验室，包括实验装置、数据采集和试验对象三部分。实验系统由空气处理系统和冷却水回路组成。 空气处理系统如图1所示，实验室房间内部空气，经加热、加湿后，达到测试目标状态后并维持和稳定在该状态点。因为换热器入口前空气并没有通过其它通道，可以避免气流分布的不均匀性，空气流经换热器进行试验，同时空气的温度和含湿量降低，流经换热器的气流由一台变频离心风机吸入排出，空气在进入换热前又进行加热、加湿，如此循环下去。换热器入口空气的干球温度和相对温

翅片管换热器的性能实验研究

翅片管换热器的性能实验研究 翅片管换热器的性能实验研究 引言： 换热器是工业生产过程中广泛应用的设备，其作用是实现不同介质之间的热量传递。翅片管换热器作为一种常见的换热器类型，其结构简单，可靠性高，并具有较高的换热效率。本文将对翅片管换热器的性能进行实验研究，探究其换热性能，并为工程实践提供参考。 一、实验方法： 1. 实验装置： 本实验采用一套自行构建的翅片管换热器实验装置，包括主体管道、水箱、电加热器、温度传感器等。 2. 实验流程： （1）将水箱内的水加热至设定温度。 （2）将水泵打开，使水通过主体管道进入翅片管换热器。（3）启动电加热器，调整加热功率，保持主体管道中的水温度恒定，并记录设定温度。 （4）在水进出口处分别安装温度传感器，实时监测水的进出口温度数据。 （5）记录加热功率、冷却水流量等实验参数。 二、实验结果： 1. 翅片管换热器的换热效率随着加热功率的增加而增加，但增长速度逐渐减小，呈现递减的趋势。 2. 随着进出口温差的增大，换热效率也会增加。 3. 冷却水流量对换热效率有一定影响，流量过大或过小都会导致换热效率下降。

三、讨论： 1. 加热功率对换热器的换热效率具有重要影响。随着加热功 率的增加，换热器内水流速度加快，使得热量更充分地传递给冷却介质。但当加热功率较高时，受限于水流速度的提高上限，进一步增加加热功率对换热效率的改善作用有限。 2. 进出口温差是影响换热器换热性能的重要因素。温差增大 使得热量传递更加迅速，换热效率也相应提高。因此，在实践中，应尽可能提高进出口温差以提高换热效率。 3. 冷却水流量对换热器换热效率的影响较为复杂。过小的流 量会导致热量传递不充分，而过大的流量则可能引起水与翅片之间的互相干扰，降低换热效果。因此，在设计和运行换热器时，需根据实际情况合理调整冷却水流量。 四、结论： 翅片管换热器的性能实验研究中发现，加热功率、进出口温差和冷却水流量是影响翅片管换热器换热效率的重要因素。合理调整这些因素可以提高换热器的效率，从而更好地满足工业生产中的换热需求。本研究结果为实际工程应用提供了一定的指导意义，也为进一步优化换热器性能提供了一些思路。 （以上内容仅供参考，实验结果和结论应根据具体实验数据进行调整 通过实验研究发现，加热功率、进出口温差和冷却水流量是影响翅片管换热器换热效率的重要因素。加热功率的增加可以提高换热器的换热效率，但当功率过高时对效率的改善作用有限。进出口温差的增大可以加快热量传递，从而提高换热效率。冷却水流量过小会导致热量传递不充分，过大则会降低换热效果。因此，在设计和运行换热器时需要合理调整这些因素，

板翅式换热器的研究与应用进展

板翅式换热器的研究与应用进展 板翅式换热器是一种常用于工业生产和能源领域的热交换设备，具有 体积小、换热效率高的特点。它由一系列平行排列的金属板和夹在其间的 金属翅片组成，通过板间流体与翅片的接触，实现热量的传递。本文将对 板翅式换热器的研究与应用进展进行探讨。 首先，板翅式换热器的研究重点主要集中在以下几个方面：材料选择、传热机理和换热性能提升。对于材料选择来说，板翅式换热器需要具有良 好的导热性和耐腐蚀性，目前常用的材料有铜、铝和不锈钢等。针对传热 机理的研究，学者们通过实验和模拟计算等手段，探索流体在板间和翅片 上的传热方式和规律，以此为基础进一步提升换热效率。此外，还有一些 研究致力于改进板翅式换热器的设计和结构，如采用薄翅片、波纹状翅片 等方式，以增加传热表面积，提高传热效率。 其次，板翅式换热器在各个领域的应用也得到了广泛推广。在工业生 产领域，板翅式换热器广泛应用于化工、冶金、电力等行业的设备冷却、 热回收等过程中。例如，在化工领域，板翅式换热器常被用于氨合成、制 冷装置等工艺过程中的热交换。此外，在能源领域，板翅式换热器也被广 泛应用于锅炉余热回收、核电厂的冷却系统等领域。此外，板翅式换热器 还可以用于汽车、船舶等交通工具的散热系统中，以提高发动机的工作效率。 值得一提的是，板翅式换热器在环境保护领域也有广泛的应用。由于 其紧凑的结构和高效的换热性能，板翅式换热器可以大大减少工业生产和 能源领域的能耗和排放量。例如，在电力行业，采用板翅式换热器可以实 现烟气的余热回收，提高电站的热效率，减少二氧化碳的排放。此外，板

翅式换热器还可以应用于工业废水的热回收和再利用，减少对自然资源的消耗，实现可持续发展。 总之，板翅式换热器作为一种高效紧凑的热交换设备，具有广泛的研究和应用前景。随着材料科学和工艺技术的不断发展，板翅式换热器的性能还有望继续提升。未来，我们可以期待通过进一步研究和改进，板翅式换热器在工业生产和能源领域的应用范围将进一步扩大，为人们提供更加高效可靠的热交换解决方案。

板翅式换热器的设计

Development of plate-fin heat exchanger Abstract：A technical development of developing, designing and manufacturing of plate-fin heat exchanger for petroleum and chemical engineering are described . The developmental succes of plate-fin heat exchanger of high-pressure increase s a complete ability of China s large plant of petroleum and chemical engineer ing ,and the use of China s plate-fin heat exchanger in impoted units. The produc t has been exported to U.S.A.It marks the advanced technical level of China s pla te-fin heat exchanger in the world. Key words: plate-fin heat exchanger;calculation d esign; equal destribution of two phase-flowages; material；manufacture▲ 随着我国内陆和沿海油田开发，进入70年代以来，我国石油化学工业得到迅速发展，先后引进多套乙烯和合成氨大型装置，因而这些装置国产化也就提到议事日程，其中的板翅式换热器冷箱是成套装置国产化关键设备之一。 乙烯深冷分离、合成氨氮洗和油田气回收中的冷箱，是由多个板翅式换热器用管道连接并组装在一起放入箱体内，以珠光砂填充作绝热材料组装而成。冷箱中板翅式换热器大多在高压、低温工况下操作，介质系含氢轻烃复杂混合物，且为多股流、多组分的加热、冷却及部分冷凝与部分蒸发的相变换热。因此，物性数据计算和传热性能计算都比较复杂，其正确翅型选择、流道排列及流体均布又直接影响传热计算。为此，1975年原机械部、化工部和石油部联合组织冷箱联合攻关组，将板翅式换热器传热计算方法研究列入国家七五科技攻关项目。20多年来，经科研、设计及制造单位努力，通过大量试验研究和模拟试验运转考核，开发了较为可行的设计计算程序。1985年兰化设计院和兰州石油机械研究所引进了英国传热和流体流动学会(HTFS)板翅式换热器计算程序(MUSEI)。1992年杭氧集团公司在引进美国S.W 公司大型真空钎焊炉的同时引进了板翅式换热器设计计算程序，为石油化工板翅式换热器的开发和引进装置国产化创造了条件。 1 设计 1.1 热力计算 板翅式换热器设计，主要包括设计计算和性能校核。设计计算是在一定的工艺参数条件下，计算换热器所需传热面积(或有效长度)。性能校核是在原设计工艺条件发生变化情况下，确定流体出口温度是否满足工艺要求。 多股流板翅式换热器传热计算是将几股热流体和冷液体分别拟合成相当的2股液体，把多股流换热简化成2股流换热，并按逐步热平衡法进行热力计算。为使换热器同一横截面壁温尽可能接近，防止可能产生的温度交叉和热量内部损耗，在计算中必须对每一条通道作周密考虑。若通道排列不当，易造成局部热量不平衡及换热器效率下降，将无法用纯粹增加换热面积的方法来补偿，这已被实践证明。所以在设计过程中，通过对不同流道排列情况下传热计算，以局部热平衡偏差、允许阻力值和流道计算长度偏差为主要控制指标，达到优化设计目的。 1.2 强度设计 由于板翅式换热器芯体结构复杂，钎焊缝的检查受到结构限制，不可能采用X射线无损检查，也不可能作强度核算。美国锅炉及压力容器规范ASME第Ⅷ卷第一分册规定，凡容器或容器部件的强度难以准确计算以保证安全时，其最大许用工作压力可采用试件的爆破压力来确定。我公司采用美国ASENSE软件包，通过有限元应力分析，确定以翅片、封条、隔板全尺寸的300mm×300mm3层流道的模拟试样爆破压力来决定最大许用工作压力。规定试样爆破压力值应不低于设计压力的5倍，且以翅片拉伸断裂为合格。其最大许用工作压力(设计压力)按下式确定： 可见翅片材料实测拉伸强度越高，所得的最大许用工作压力则越低。为得到翅片最大许用工作压力，翅片材料作退火处理，使拉伸强度达到或接近最小值。不同材料翅片最大许用工作压力值见表1，翅片规格说明见图1。 表1 翅片最大许用工作压力值 翅片规格翅片拉伸强度 额定值/MPa 翅片拉伸强度 实测值/MPa 翅片爆破 压力值/MPa 最大允许工作 压力值/MPa 翅片材质 63.5D1505/5.75137.9145.039.57.513004+1100

换热器设计

目录 一、设计目的 (2) 二、设计要求及参数 (3) 三、设计步骤 (4) 四、设计计算 (6) 五、设计结构 (8) 六、参考文献 (10)

板翅式换热器设计 一、设计目的 在20世纪30年代，首先在先进国家，将翅片式热交换器用于发动机的散热，到50年代在深冷和空分设备上开始采用。随着有色金属和不锈钢防腐处理技术和钎焊工艺技术的提高，它结构紧凑、轻巧、传热强度高的特点引起了科技和工业界的关注，被认为是最有发展前途的新型热交换器设备之一。 板翅式换热器具有换热效率高，结构紧凑，适应性强；制造工艺复杂要求严格的特点。其次，板翅式换热器具有广泛的应用前景和市场潜力，目前它不仅在空气分离、乙烯生产和合成氨的石化设备上得到广泛应用，而且在天然气液化分离、航空、汽车、内燃机车、氢氦液化、制冷及空调等设备上也是表现出巨大的应用潜力。 板翅式换热器板束结构是由隔板、翅片及封条等组成。翅片是板翅式换热器的基本元件，传热过程主要通过翅片热传导及翅片与流体之间的对流来完成。 翅片类型很多，如平直翅片、锯齿形翅片、多孔翅片、波纹翅片、丁状翅片百叶窗式翅片、片条翅片等（如图一）。 此次设计中两流体温度差别不大，故采用锯齿形翅片。锯齿形翅片可以看作是由平直翅片切成的许多段小的片段，并相互错开一定间隔而形成的间断式翅片。这种翅片对促进流体的湍动、破坏热阻边界十分有效，属于高效能翅片。

二、设计要求及参数 冷凝侧工质为高纯度的氮气，蒸发侧为富氧液空。换热介质流量：冷凝侧进口气相流量 V ngi =2726.28 kg/h ，冷凝侧出口气相流量V ngo =1363.14kg/h 液相流量 V nlo =1363.14kg/h 状态： P 1=3.315×105 Pa ；T 1=89.28758K ； P 2=3.315×105 Pa ；T 2=89.28758K ； P 3=1.422×105 Pa ；T 3=84.15505K ； P 4=1.393×105 Pa ；T 4=87.85499K 热负荷： Q=22756KJ/h=63211W 1)为提高过冷器的传热效果，采用逆流，氮气自上而下流动，而液态空气自下而上流动。 图一板翅式换热器的板束结构及翅片形 图二 液空过冷器示意图 3 4

板翅式换热器及FLUENT软件的初步认识

前期报告 1.选题的目的和意义： 板翅式换热器由于其体积小、重量轻、效率高、结构紧凑等优点，在石油化工、航空航天、电子、原子能、机械和空调等领域得到了越来越广泛的应用。波纹翅片作为板翅式热交换器的一种常见翅片类型，研究其传热和流动特性对板翅式热交换器的设计具有指导作用，也对以后的工程计算有很大的帮助作用。 2．传热，流动及防结垢研究 关于传热，流动及防结垢的研究涉及范围宽广的许多问题。其最终目的有二：一是强化传热并尽量减少流动阻力，二是为更精确的设计计算提供理论基础和方法．强化传热同时避免过大的流动阻力的主要途径有两个方面，一方面开发出新的更高效的传热表面，另一方面更合理地选择有关参数和更合理地设计流体分配结构，使流动在流道中得以更均匀地分配。 1．2板翅换热器翅片的类型、特点及应用场合 1．2．1翅片类型 板翅换热器的传热面由平板和翅片表面组成，平板部分的传热面叫一次传热面，由翅片组成的叫二次传热面。二次传热面积占总传热面积的绝大部分，一般达70～90％。 (1)平直翅片：它是最基本的一种翅片，由金属薄片制成的一种最简单的翅片形式。其特点是有很长的带光滑壁的长方形翅片，其传热特性和流体流动特性与流体在长的圆形管道中的传热和流动特性

相似。翅片的主要作用是扩大传热面，而对于促进流体湍动的作用很小，但流道长度对传热效果有明显的影响。． (2)锯齿形翅片：结构特点是流体的流道被冲制成凹凸不平，其目的是增加流体湍动程度，并破坏传热边界层，从而强化传热过程使传热效率提高。 (3)多孔翅片：它是在平直翅片上冲出许多孔洞而成的．由于翅片上这些孔使传热边界层不断被破坏，不仅能提前向湍流过渡，而且能明显地增强过渡区和湍流区的传热，但在高雷诺数范围会出现噪音和振动． (4)波纹翅片：肋片纵向里波纹(或人字)状，可使流体的流向不断改变以促进湍流形成，弯曲处边界层可有微小破裂．流体在通道中流动时，由于不断改变流向而产生二次流及边界层分离而使传热效果得以增强。波纹越密，波幅越大，其增强效果也越大。 (5)错位翅片：在沿流体流动方向看是间断的而且是错位排列的。从传热和流动的角度来看，可以认为是由一系列相错排列的短的平直翅片组成的。传热系数高的主要原因是因为流体在流动中，其边界层在一个翅片段上还未及充分发展就被下一个错位的翅片段破坏了．从2整个流道长度来看，可以认为传热和流动都始终处于发展段． (6)百叶窗式翅片：其特点是翅片上冲有等距离的百叶窗式的栅格，向流道内凸出，其目的是破坏熟边界层，从而强化传热过程．在翅片尺寸相同条件下，栅格愈多传热效果愈好，但阻力亦愈大。1．2．2板翅换热器的优缺点