基于翅片板结构的三角翅片传热与流动特性研究的任务书.docx

基于翅片板结构的三角翅片传热与流动特性研究的任务书
任务书
一、选题背景
翅片板传热技术被广泛应用于各种热交换器、冷却器和加热器中，在工业应用中具有重要的作用。在热交换器中，传热效率和压降是热交换器设计的关键指标。翅片板结构是常见的热交换器设计形式之一，其优点是具有良好的传热效率和均匀的流场分布。翅片板的形状和结构对传热和流动特性的影响十分显著，因此，深入研究翅片板的传热和流动特性是非常必要的。
二、研究内容和目标
本课题旨在通过数值模拟和实验研究的方法，探究基于翅片板结构的三角翅片传热与流动特性规律，研究内容主要包括：
1.设计三角翅片板实验样机并开展实验研究，获取流场和温度场数据，分析三角翅片板结构对传热和流动特性的影响。
2.利用计算流体力学（CFD）软件建立三角翅片板模型，对流场和温度场进行数值模拟，探究翅片板结构的传热和流动特性规律，并与实验结果进行对比分析。
3.基于实验和数值模拟结果，深入分析三角翅片板结构参数对传热效率和压降的影响，为翅片板的优化设计提供理论基础。
本研究的目标是深入研究基于翅片板结构的三角翅片传热与流动特性规律，并为相关工程应用提供理论参考和分析方法。
三、研究方法和技术路线
1.实验研究方法：采用建立三角翅片板实验样机的方法，开展流场和温度场的测量，以及热工性能参数的测试和分析。实验研究的过程需要利用多种仪器和设备，包括流速计、热电偶、红外测温仪、压力计等。
2.数值模拟方法：采用计算流体力学（CFD）软件建立三角翅片板模型，进行流场和温度场仿真模拟，探究翅片板结构参数对传热和流动特性的影响。数值模拟需要利用流体力学的基本理论和方法，包括Navier-Stokes方程、雷诺平均方法、k-ε、LES或DNS等模型。
3.技术路线：本研究采用实验研究和数值模拟相结合的方法，将实验数据和数值模拟结果相互印证、对比和分析，以深入探究三角翅片板结构的传热和流动特性规律。
四、预期成果和应用前景
本研究将深入探究基于翅片板结构的三角翅片传热与流动特性规律，取得以下预期成果：
1.研究三角翅片板的流场、温度场和热工性能参数，得到三角翅片板热工性能的基本数据。
2.建立三角翅片板的数值模型，模拟得到三角翅片板的流场、温度场和热工性能参数，并进行数值分析。
3.利用实验数据和数值模拟结果分析三角翅片板结构的传热和流动特性规律，并深入探讨不同孔径、腰角、翅片数目和角度等几何结构参数对传热效率、压降、热强度和耗散率的影响。
4.提出翅片板的优化设计方案，为翅片板的热工性能提供参考和指导。
此研究成果对于具有翅片板传热结构的热交换器、冷却器和加热器的工业应用具有重要意义，能够为改进这些设备的传热性能提供重要的理论支持和优化方案。