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摘要:利用粒子图像测速仪(ＰＩＶ),对板翅式换热器封头结构改进前、后的流场进行了可视化研究分析.实验结果表明,原始封头内部的物流分配存在严重的不均匀性,采用添加打孔挡板之后的改进型封头,流场的不均匀性有了很大的改善.从实验对比分析中得出,当挡板小孔呈错排分布、开孔率沿挡板的中轴线向两侧逐渐增加、且总开孔率达到50%左右的时候,在相同的入口条件下,不均匀系数由原始封头的1 210降至0 209,最大流速与最小流速之比由23 163降至1 756.此研究结果对于板翅式换热器的优化设计具有重要意义.
关键词:板翅式换热器;粒子图像测速仪;封头结构
板翅式换热器具有结构紧凑、传热效率高、便于通道布置和换热面积分配等特点[1].引起该类换热器整体效能下降的主要因素是由于封头设计不合理导致换热器内部的物流分配不均匀[2,3].本文在数值模拟[4]的基础上,提出在原始封头瓜皮结构的1/2高度处添加打孔挡板的结构改进方法.粒子图像测速仪(ＰＩＶ)是一种利用颗粒成像方法测量瞬态流场的流动测量技术,通过在流体中播撒示踪粒子,根据图像处理技术分析粒子图像的位移而得到空间多点的速度矢量[5,6].虽然ＰＩＶ技术已经应用于很多工程领域的流场测量,但目前国内外还没有将其应用于换热器内部流场的分析测量.因此,本文考虑用ＰＩＶ技术来研究板翅式换热器封头内部的流场分布特性,分析其对物流分配特性的影响规律,寻求最佳封头结构型式,从而改善换热器内部物流分配特性.由于实验条件的限制,不能直接采用低温工质进行实验,而且数值模拟证明,对于结构改进前、后的封头,低温工质和空气具有相同的流场变化趋势。
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