板翅式換熱器封頭內流體分配特性及結構優(yōu)化研究.pdf

1、板翅式換熱器作為一種緊湊高效的換熱設備是冷箱中的核心部件，而不合理的入口設計導致的流體不均勻分配是制約其應用的重要因素。本文通過數值模擬與實驗測試方法，研究了流體在換熱器封頭內的分配特性，分析不同因素對流體分配的影響，在此基礎上進行結構優(yōu)化，旨在提高板翅式換熱器在高液相含量的兩相流工況下的流體分配均勻度，提升工作性能，對其設計制造具有一定指導意義。本文主要工作內容如下：
　　（1）建立了板翅式換熱器整體數值模型，考慮多孔介質主方向

2、對其修正。模擬研究發(fā)現：封頭橫向上的流體分配不均勻度比縱向上嚴重，中間通道流量大于兩側通道。利用流體分配測試系統對換熱器內兩相流的分配特性進行研究，研究表明：液相分配不均勻度比氣相高，且液相集中在中間的兩個通道；氣液兩相的分配情況相反，通道中的液相流量高則氣相流量較低，液相流量低則氣相流量較高；
　?。?）從工況、封頭結構方面研究了影響流體在板翅式換熱器內分配的因素。工況方面：對于同種介質，流體分配不均勻程度只與入口雷諾數有關，而

3、壓降與介質物性參數有關。封頭結構方面：減小封頭長度，提高封頭高度，增加通道間距均能提高分配均勻程度，導流翅片角度在30°-35°時最佳。
　　（3）根據流體在板翅式換熱器封頭內的分配特點，設計了一種帶十字擋板的改進封頭結構，確定了其主要優(yōu)化參數，采用正交法對其進行參數優(yōu)化，并分析參數對單個通道流量的影響。結果表明，對于高液相含量的兩相流工況（液相含量在5％-11%），改進封頭能大幅降低流體分配不均勻度并引起換熱器壓降小幅上升。