2025年板翅式换热器及FLUENT软件的初步认识.pdfVIP

太上有立德，其次有立功，其次有立言，虽久不废，此谓不朽。——《左传》

前期报告

1.选题的目的和意义：

板翅式换热器由于其体积小、重量轻、效率高、结构紧凑等优点，

在石油化工、航空航天、电子、原子能、机械和空调等领域得到了越

来越广泛的应用。波纹翅片作为板翅式热交换器的一种常见翅片类

型，研究其传热和流动特性对板翅式热交换器的设计具有指导作用，

也对以后的工程计算有很大的帮助作用。

2．传热，流动及防结垢研究

关于传热，流动及防结垢的研究涉及范围宽广的许多问题。其最

终目的有二：一是强化传热并尽量减少流动阻力，二是为更精确的设

计计算提供理论基础和方法．强化传热同时避免过大的流动阻力的主

要途径有两个方面，一方面开发出新的更高效的传热表面，另一方面

更合理地选择有关参数和更合理地设计流体分配结构，使流动在流道

中得以更均匀地分配。

1．2板翅换热器翅片的类型、特点及应用场合

1．2．1翅片类型

板翅换热器的传热面由平板和翅片表面组成，平板部分的传热面

叫一次传热面，由翅片组成的叫二次传热面。二次传热面积占总传热

面积的绝大部分，一般达70～90％。

(1)平直翅片：它是最基本的一种翅片，由金属薄片制成的一种

最简单的翅片形式。其特点是有很长的带光滑壁的长方形翅片，其传

热特性和流体流动特性与流体在长的圆形管道中的传热和流动特性

百川东到海，何时复西归?少壮不努力，老大徒伤悲。——汉乐府

相似。翅片的主要作用是扩大传热面，而对于促进流体湍动的作用很

小，但流道长度对传热效果有明显的影响。．

(2)锯齿形翅片：结构特点是流体的流道被冲制成凹凸不平，其

目的是增加流体湍动程度，并破坏传热边界层，从而强化传热过程使

传热效率提高。

(3)多孔翅片：它是在平直翅片上冲出许多孔洞而成的．由于翅

片上这些孔使传热边界层不断被破坏，不仅能提前向湍流过渡，而且

能明显地增强过渡区和湍流区的传热，但在高雷诺数范围会出现噪音

和振动．

(4)波纹翅片：肋片纵向里波纹(或人字)状，可使流体的流向不

断改变以促进湍流形成，弯曲处边界层可有微小破裂．流体在通道中

流动时，由于不断改变流向而产生二次流及边界层分离而使传热效果

得以增强。波纹越密，波幅越大，其增强效果也越大。

(5)错位翅片：在沿流体流动方向看是间断的而且是错位排列的。

从传热和流动的角度来看，可以认为是由一系列相错排列的短的平直

翅片组成的。传热系数高的主要原因是因为流体在流动中，其边界层

在一个翅片段上还未及充分发展就被下一个错位的翅片段破坏了．从

2整个流道长度来看，可以认为传热和流动都始终处于发展段．

(6)百叶窗式翅片：其特点是翅片上冲有等距离的百叶窗式的栅

格，向流道内凸出，其目的是破坏熟边界层，从而强化传热过程．在

翅片尺寸相同条件下，栅格愈多传热效果愈好，但阻力亦愈大。

1．2．2板翅换热器的优缺点

先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。——范仲淹

优点：（1）传热效率高，由于翅片对流体的扰动使边界层不断破裂，

因而具有较大的换热系数；同时由于隔板、翅片很薄，具有高导热性，

所以使得板翅式换热器可以达到很高的效率。

（2）紧凑，由于板翅式换热器具有扩展的二次表面，使得它的比表

3

面积可达到1000㎡/m。

（3）轻巧，原因为紧凑且多为铝合金制造，现在钢制，铜制，复合

材料等的也已经批量生产。