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螺旋折流板三维肋翅片管散热器的散热性能

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螺旋折流板三维肋翅片管散热器的散热性能

螺旋折流板散热器是近几年发展起来的一种新型管间支撑结构散热器,其理想的壳程流道使流体在壳程呈连续柱塞状的流动,流体在流动过程中几乎没有返混现象和流动的死区。与普通的弓型折流板相比,螺旋折流板能使壳程压降更有效地转化为传热系数的提高。近年来有许多学者在这方面作出了深入的研究,PStehlik等对螺旋折流板管壳式散热器进行研究得出,相同条件下与传统弓型折流板散热器相比,散热器的传热系数提高1.8倍,流动阻力降低25%。强化传热领域的国际权威学者A.E.Bergles将三维粗糙元或三维翅片管作为目前最先进的强化技术或第三代传热技术。因此将三维翅片管与螺旋折流板搭配是未来管壳式散热器壳程传热强化的发展趋势。近年来有许多研究也正朝着这一方向开发。例如新开发出的最典型的第三代三维翅片管有针翅管、花瓣管、菱形翅片管等。张正国[比较了螺旋折流板花瓣管油冷却器和螺旋折流板低翅片管油冷却器的传热和压降性能。实验结果表明,螺旋折流板花瓣管油冷却器与螺旋折流板低翅片管油冷却器相比,总传热系数提高10%以上,而压降却降低了46%左右。赵晓曦以柴油为工质,研究了螺旋折流板菱形翅片管散热器的传热性能,实验结果表明,螺旋折流板菱形翅片管散热器的壳测传热膜系数要比螺旋折流板光滑管散热器提高了54 %~108 %,随着雷诺数的增加,提高的幅度更大,具有较好的强化传热效果;壳侧流体流动的阻力系数在实验范围内比螺旋折流板光滑管散热器降低了30 %~50 %,具有优良的传热与流阻性能.

通过研究螺旋折流板三维肋翅片管散热器的传热与流阻性能,并与螺旋折流板低翅片管散热器的传热与流阻性能进行了对比分析,获得了该新型散热器传热性能提高的数据,并分析了其传热强化机理,为研究该类型散热器的设计、制造与应用打下了良好的基础。