CFD锯齿形肋片温度场模拟+文献综述(3)
国内学者祝银海等[6]建立了平直形和锯齿形两种型式的板翅式换热器微小通道的数值模型，利用Fluent软件模拟计算出换热器结构中的速度场、温度场与压力场分布，垂直于截面的速度场分布显示锯齿形肋片有更薄的速度边界层，这体现出锯齿形肋片具有增强扰动与破坏边界层的作用，热边界层较薄从而使得局部有较高的传热系数，这也是换热得到增强的原因。从温度场分布同样可得出相似结论。而不同于平直形肋片，锯齿形肋片沿流动方向的压力变化呈现锯齿状分布，这也体现了错开分布的的肋片对流体的阻碍作用造成的压力突降，说明锯齿形肋片带来的更大的压降。研究最后使用ALEX翅片性能曲线进行仿真计算结果进行验证，结果显示模拟值大致符合ALEX性能曲线的计算值。
国内学者蔡宇宏[7]等以铝制板翅式换热器中空气侧的锯齿形肋片作为基础，建立不同结构参数的几组数值模型。实验先对一个模型进行数值模拟计算并作分析，而后搭建试验装置对该规格模型进行验证试验，试验结果验证了模型的正确性和可靠性。在对不同结构参数的几组模型的数值模拟计算结果显示，相同雷诺数下，肋片高度越低带来越高的换热系数但同时也带来了更大的压降，而越薄的肋片具有更高的换热系数而压降更小，肋片间距越小带来越高的换热系数带来了更大的压降。随着雷诺数 Re 的增大，肋片的换热系数与带来的压降均增加。由此可见，肋片高度减小、肋片厚度减小和肋片间距缩小具有强化换热的作用，而肋片高度增加、肋片厚度减小和肋片间距扩大是降低流体流动阻力的措施。值得一提的是，肋片厚度减小可带来更高的换热系数和更小的压降。
国内学者胡永海[8]等以单层肋片为测试对象，定义了流体在肋片通道内的流动角度β，分别进行了5个流动角度的数值模拟。模拟结果表明，随着β角的增大,尾迹区中产生的回流、涡流和束的扰动逐渐增强，气流温度最高，换热也因气流所受的扰动而逐渐增强，温度场分布不均加剧；更大流动角度β的工况下，肋片上表面的压力越低，这反映了更大流动角度β对流体的阻滞作用和扰动作用都增大，产生的能量损失也逐渐增大。当所用肋片的结构参数一定时，可将这个规律作为参考根据按传热及压降设计要求来调整流体流动角度。
板翅式换热器的传统设计方法一般是依据流体流动与传热的相关理论分析来设计结构与尺寸，不仅耗费时间长投资大，对结构的研究程度也很有限。而通过计算流体力学(CFD)模拟计算可以在获得结构内部流场情况的直观结果，快速且大幅度减少了试验换热器性能的工作量。随着计算机硬件性能的飞速发展，以及相关流动与传热理论的日渐完善，使用大型商用CFD软件对换热器性能以及肋片性能的数值仿真模拟计算结果的精度与可靠性也逐渐提高。数值仿真软件有效地缩短了换热器结构的设计时间，大大降低了研发与测试成本，对换热器设计有着巨大的推动作用。