研究管径和螺旋叶片高度对双管换热器热工性能的影响

《Canadian Journal of Chemical Engineering》：Investigate effect of the pitch and helical fins height on the hydrothermal performance of the double-pipe heat exchanger

螺旋片换热器传热与流体性能优化研究。通过数值模拟与实验分析，探究螺旋片螺距和高度对双管换热器传热效率（Model D提升56.5%）及流体阻力的影响规律，建立Nusselt数与摩擦系数的回归方程，为高效紧凑型换热器设计提供理论依据。

　　

摘要

本研究探讨了管间距和螺旋鳍高度对双管换热器热工性能的影响。通过数值分析和实验分析，研究了不同鳍片几何形状对压降、传热效率和系统整体性能的影响。在保持模型A的管材规格不变的情况下，开发了六种新的模型（标记为模型B至G），这些模型采用了具有不同高度和角度的平滑铜板鳍片，具有多种螺旋鳍配置。研究结果表明，螺旋鳍的角度和高度对换热器的热工和流体动力特性具有重要影响。研究确定了能够提高传热效率同时最小化压降的最佳鳍片配置，为高效双管螺旋鳍换热器的设计提供了宝贵的见解，并强调了几何参数在提升热工性能方面的重要性。在一致条件下对这七种模型进行评估后，发现了一些显著改进：例如，模型D的努塞尔数比传统模型高出56.5%，而模型F的努塞尔数提高了51.84%。模型D和F的整体性能系数（OPF）分别为1.63和1.12，超过了传统模型。此外，还通过多元回归分析推导出了两个方程，用于建立努塞尔数与摩擦系数之间的关系，这些关系涉及雷诺数、普朗特数以及鳍片管间距/高度比等参数。

同行评审

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