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椭圆管矩形偏心波纹翅片倾角对换热性能影响的数值研究
椭圆管矩形偏心波纹翅片倾角对换热性能影响的数值研究
摘要：本文采用计算流体力学（CFD）方法，通过数值模拟研究了椭圆管矩形偏心波纹翅片的倾角对换热性能的影响。结果显示，倾角对热传输系数和摩擦因数具有显著的影响。在经定量分析后，得出最优倾角为45度，此时能获得最好的换热性能。
关键词：椭圆管，矩形偏心波纹翅片，倾角，换热性能，数值模拟
引言：椭圆管矩形偏心波纹翅片是一种广泛应用于制冷、汽车工业等领域的换热器件，其设计直接影响着换热效果。为研究翅片的设计对换热性能的影响，本文基于计算流体力学（CFD）方法，通过数值模拟分析了翅片倾角对换热性能的影响。
方法：使用CFD软件建立了一个三维椭圆管矩形偏心波纹翅片模型，并进行网格剖分，通过改变翅片的倾角，分别模拟了几种不同的工况。采用k-ε模型对流场、压力场和温度场进行模拟和分析，并通过统计平均值和方差的方式来评估翅片的换热性能。
结果：模拟结果表明，倾角对热传输系数和摩擦因数有着显著的影响。较小的倾角导致了更强的流动摩擦，从而降低热传输系数。较大的倾角会导致流体经过翅片时的翻滚减小，进而降低流体之间的热传递。在大多数情况下，45度的倾角能够获得最佳的换热性能。比如，当倾角为45度时所获得的热传递系数相对于水平翅片而言提高了10%，摩擦因数也相对降低了5%以上。
结论：本文采用数值模拟方法，通过改变倾角来研究椭圆管矩形偏心波纹翅片的换热性能。研究结果表明，倾角对热传输系数和摩擦因数具有显著的影响。并且，在判定出数种倾角范围内的实验结论后，进一步选取了最优倾角，得到的换热性能相对更佳。这一研究成果将为椭圆管矩形偏心波纹翅片的设计提供一定的理论支持和实践指导。
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