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波纹内翅片管流动与换热特性的实验研究
摘要
本文主要研究波纹内翅片管的流动与换热特性。通过对不同管径、不同波纹深度、不同流速、不同工质等多个参数的实验研究，得出了波纹内翅片管的尺寸参数对流动与换热性能的影响规律。研究表明，波纹深度对流量、压降和换热能力有着显著影响，而翅片高度对换热性能的影响较小。此外，随着流速增加，压降增大，换热能力也随之提高。本研究对于优化波纹内翅片管的设计及流体传热性能提高具有一定的参考价值。
关键词：波纹内翅片管；流动特性；换热特性；实验研究。
Abstract
Thispapermainlystudiestheflowandheattransfercharacteristicsofcorrugatedinternallyfinnedtubes.Throughexperimentalinvestigationsofvariousparameterssuchasdifferenttubediameters,corrugationdepths,flowrates,andworkingfluids,theinfluenceofthesizeparametersofthecorrugatedinternallyfinnedtubeonflowandheattransferperformanceisobtained.Thestudyshowsthatcorrugationdepthhasasignificanteffectonflowrate,pressuredrop,andheattransfercapacity,whilefinheighthasasmalleffectonheattransferperformance.Inaddition,astheflowrateincreases,thepressuredropincreases,andtheheattransfercapacityalsoincreases.Thisresearchhascertainreferencevalueforoptimizingthedesignofcorrugatedinternallyfinnedtubesandimprovingfluidheattransferperformance.
Keywords:corrugatedinternallyfinnedtube,flowcharacteristics,heattransfercharacteristics,experimentalresearch.
引言
波纹内翅片管是一种新型的热交换器元件，其具有较强的换热能力和涡流增强效果，被广泛应用于空调、制冷、化工等行业中。本文通过实验研究，探究了波纹内翅片管在不同尺寸参数、不同流速和工质等条件下的流动和换热特性，为波纹内翅片管的设计和优化提供一定的理论基础。
实验方法
实验采用了波纹内翅片管和平面内翅片管的对比实验，考察了波纹内翅片管的流动和换热特性。实验中通过调整流速（0.5~2.0m/s）、进口温度（30~60℃）和工质（水、油）等多种参数来探究波纹内翅片管的流动和换热特性。
实验结果和分析
1.不同波纹深度对流动和换热性能的影响
在实验中，我们分别测试了波纹深度为1.5mm和2.5mm的波纹内翅片管的流动和换热性能，并与平面内翅片管进行了对比。结果显示，随着波纹深度的增加，管内流阻和压降逐渐增大，换热系数也随之增加。具体而言，波纹深度为2.5mm的波纹内翅片管的平均换热系数要大于波纹深度为1.5mm的波纹内翅片管和平面内翅片管。
2.不同翅片高度对换热性能的影响
我们在实验中测试了不同翅片高度范围（1.5~3.5mm）的波纹内翅片管的换热性能，并发现翅片高度对其换热性能的影响较小。在同一流速和工质条件下，不同翅片高度的波纹内翅片管的平均换热系数变化不大。这说明了在波纹管的涡流流动的作用下，内部的传热和传质效果要远远优于平面内翅片管。
3.不同流速对流动和换热性能的影响
我们在实验中测试了不同流速下的波纹内翅片管的流动和换热性能，并发现随着流速的增加，管内流体的平均流速、涡流强度、Reynolds数、流阻和压降同时增大，同时换热系数也随之提高。这表明较大的流速会导致更复杂的管内涡流结构和更强的皮摩擦作用，所以其传热和传质效率更高。
结论
通过实验研究，我们发现波纹深度对流量、压降和换热能力有着显著影响，而翅片高度对换热性能的影响较小。此外，随着流速增加，压降增大，换热能力也随之提高。因此，在设计波纹内翅片管时，应充分考虑波纹深度和流速等因素对其流动和换热性能的影响，以提高其传热效率和使用寿命。