中國工程熱物理學會 編號：

　　傳熱傳質(zhì)學術會議

　　齒型翅片管肋效率的數(shù)值計算

　　程貴兵陳遠國

　　(重慶大學，)

　　摘 要

　　本文運用數(shù)值計算方法，計算出齒型翅片的肋效率，對齒形翅片管肋效率與相同

　　尺寸的整體翅片管肋效率進行了比較，整理并回歸出目r=f(Bf，幾何參數(shù))形式的關

　　系式。

　　一、引言

　　齒型螺旋翅片管是在螺旋翅片管基礎上發(fā)展的一種異形擴展表面。其制造工藝與

　　高頻焊螺旋翅片管相似，不同之處是：齒型翅片管繞制前需將帶材進行間隙局部切割。

　　繞制時被切斷部分自然分開、形成齒輪形狀如圖1。其強化傳熱機理是破壞流動邊界層

　　的形成，這種齒形肋片在空調(diào)器、鍋爐省煤器及空預器等方面均得到了較為廣泛的應

　　用。在]．程應用中，無論是進行翅片元件換熱特性實驗研究，還是設計翅片管換熱器

　　時，均要用到肋效率這一參數(shù)。現(xiàn)有的文獻雖然介紹了多種計算肋片效率方法…，但齒

　　型翅片管的肋效率應怎樣確定，僅見文獻[2]，它是通過修正的方法來進行近似估算，

　　準確計算齒型翅片管肋效率方面的報道尚未見到。本文采用有限差分的數(shù)值分析方法，

　　應用附加源項法解決了此計算問題，對其結(jié)果進行擬合，得出肋效率叩，=，(8i，幾何

　　參數(shù))的回歸關系式；并對齒型翅片管肋效率和整體翅片管的肋效率進行比較，結(jié)果表

　　明，開齒后的肋效率比整體翅片管的肋效率高4~3％。

　　二、計算物理模型及數(shù)學模型

　　1齒型翅片管結(jié)構(gòu)及繞制原理

　　齒型翅片管結(jié)構(gòu)及繞制原理如圖l所示，其肋片尺寸見表l。

　　圖l齒型翅片管結(jié)構(gòu)及繞制原理

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　　N02 38 50 68 l 2 4 48

　　NQ3 38 50 68 l 5 4 48

　　2．物理模型

　　取一顆齒的一半考慮，采用以下簡化假設：

　　(1)肋片與流體的對流換熱系數(shù)為常數(shù)；

　　(2)管壁溫為～定值。

　　通過以上兩點假設可建立如下的物理模型，如圖2所示。 X

　　邊界條件：

　　1面為**類邊界條件：

　　2、6面為第二類絕熱邊界條件：

　　3、4、5面為三類邊界條件。

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　　3．數(shù)學模型

　　A區(qū)型近似為矩形區(qū)，B區(qū)為一扇環(huán)區(qū)。 圖2物理模型

　　A區(qū)的導熱方程式及邊界條件二

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　　無因次化后A區(qū)的導熱方程及邊界條件為：

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