工业社会的发展,离不开能源。我国经济目前处于高速发展的状态,是能源产出和消费大国,但是能源利用率仅在36.3%左右,与发达国家相距甚远。而换热器作为能量交换的工具,在各行各业中都被广泛使用,这说明提高换热器的性能对于能源利用率有很大的帮助。本文利用CFD技术对管翅式换热器的空气侧以及换热器整体的流动与传热特性进行模拟仿真与分析。首先对管翅式换热器局部模型进行了数值模拟研究,结合流场、温度场以及压力场分析了入口空气流速u、管直径D以及翅片间距H对翅片间空气流动和传热特性的影响。分析结果显示空气入口流速的加快、管径的增大以及翅片间距的减小都会获得较好的换热效果,但是能量损失会增加,压降也会升高。在翅片间距H=2.2mm时,对于本文所取的空气入口流速以及管径范围内,入口流速u=4.224m/s且管径D=14mm时,j/f因子值最大;在空气入口流速u=5.632m/s时,对于本文所取的翅片间距以及管径范围内,翅片间距H=2.4mm且管径D=14mm时,j/f因子值最大。然后对管翅式换热器整体模型进行了仿真模拟,并利用所介绍的多孔介质模型表示含有翅片的空气域,分别分析了整体模型中空气域和水域的流动和传热特性。分析结果显示空气域温度下降的幅度在前几排管较快,在后几排管较为平缓,且空气入口流速越快,空气冷却的效果越好;压力整体降低的幅度比较平均,且空气压降随入口空气流速的加快而增大;空气在管子迎风侧处速度大幅降低,在管子背风侧处速度发生明显分离,形成“漏斗”形低速区,说明管子背风侧对流动影响较大。另外,空气入口流速越快,水域出口温度越高,水与空气的换热效果越好;靠近水进口处排布的圆管内水的流速较大。