風(fēng)冷式平直翅片管換熱器的數(shù)值分析翅片管式換熱器在制冷與空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛。作為其中的關(guān)鍵部件，換熱器的性能與效率對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的影響就顯得尤為重要。隨著計(jì)算傳熱學(xué)的發(fā)展，用數(shù)值方法來(lái)研究換熱器內(nèi)部的流動(dòng)與換熱成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。這種方法具有成本較低，能模擬較復(fù)雜過(guò)程等優(yōu)點(diǎn)。本文針對(duì)風(fēng)冷式平直翅片管冷凝器進(jìn)行數(shù)值研究。
    1、物理問(wèn)題本文的研究對(duì)象為空調(diào)設(shè)備中常見(jiàn)的整體式平直翅片管，其幾何尺寸如表1所示。由于整體式翅片管換熱器的周期性和對(duì)稱性的特點(diǎn)，我們可以選取一個(gè)計(jì)算單元來(lái)研究。另外，為了避免出流邊界回流對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，將計(jì)算區(qū)域延長(zhǎng)10倍，保證出口邊界沒(méi)有回流。對(duì)所取控制容積生成六面體網(wǎng)格，總結(jié)點(diǎn)數(shù)為160X12X10(不包括延長(zhǎng)區(qū)域)。
    2、控制方程本文計(jì)算三維流動(dòng)，假設(shè)空氣流動(dòng)是不可壓縮、層流且為穩(wěn)態(tài)流動(dòng)?？諝獾奈镄詤?shù)為常數(shù)。
    3、邊界條件管壁為固體邊界，恒溫308.15K(35℃)；上下翅片為固體邊界，恒壁溫308.15K(35℃)；空氣來(lái)流溫度為298.15K(25℃)。由于空氣溫度變化不大，所以其物性參數(shù)取為常數(shù)(取300K時(shí)的參數(shù))。出流邊界采用局部單向化，其他邊界取為對(duì)稱邊界條件。
    4、結(jié)果分析與討論圖1表示的是來(lái)流空氣流速y=2.0m/s時(shí)所取控制容積中心截面上的溫度分布。從圖中可以明顯看到兩排管后方的尾流區(qū)，該區(qū)域有回流，溫度明顯高于周圍區(qū)域。圖2所示為中心截面上的壓力分布，可以看到壓力變化趨勢(shì)，在兩排管之間壓力變化較小。這是由兩方面原因決定的：一方面流速降低會(huì)使靜壓增大，而另一方面由于剪切力會(huì)使壓力降低。在兩排管之間壓力有些振蕩，這是由局部空氣流速的變化引起的。本文所計(jì)算其他不同來(lái)流空氣流速的情況，溫度和壓力變化趨勢(shì)是相同的。
    5、結(jié)論本文針對(duì)在不同空氣來(lái)流速度時(shí)的兩排管整體平直翅片風(fēng)冷冷凝器進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，得出空氣側(cè)溫度場(chǎng)與壓力場(chǎng)分布，并由計(jì)算結(jié)果進(jìn)一步得出空氣側(cè)換熱系數(shù)與壓降。較為復(fù)雜的情況還有待于進(jìn)一步研究。