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随着能源的日渐紧缺,节能措施变得越来越重要。我国换热设备能源利用率较低,有着很大的节能空间,特别是在翅片管式换热器领域,气体侧的强化换热有着广阔的发展前景。干工况下,理论研究与实验结果都表明:在翅片表面穿孔是一种很好的强化传热措施,具有较好的节能效果。在最窄通道截面风速Umax=1～8m/s的范围内,大直径圆孔翅片最优片型的当量换热系数h比平翅片增加了22.6%～30.4%,压降△P最大增幅不超过8%。在风速u=0.5m/s下结霜工况的实验研究结果表明:与平翅片相比圆孔翅片有效制冷量高出6.02%,表面对流换热系数高出18.84%,霜层形成过程中,传热系数比平翅片平均高出11.53%;圆孔翅片管式换热器的实际制冷换热系数比平翅片高出6.83%,节能6.39%。圆孔翅片在干工况下强化传热研究只局限于实验,理论分析的深入程度不够。本文利用FLUENT软件的对平翅片、对称圆孔翅片和三对称圆孔翅片管式换热器空气侧的流动和换热进行了数值模拟,分析了不同风速下的速度场、温度场和努谢尔特数分布。模拟结果与已有实验结果吻合较好,平均误差小于10%。模拟结果证实:同等条件下,三对称圆孔翅片平均换热系数比平翅片平均高出25.7%,是其中的最优片型。前期结霜工况下的实验研究是在一个冰箱中进行的,只有单风速的情况,实验结果不能全面反应圆孔翅片的强化传热性能。本文利用一个标准的风洞实验台,分别对平翅片、对称圆孔翅片和三对称圆孔翅片管式换热器进行了结霜工况下的换热和制冷性能对比性实验。比较分析了三种翅片管式换热器在实验条件下的有效制冷量、平均换热系数和阻力的大小;比较分析了强化翅片的节能效果。结果表明:实验条件下,三对称圆孔翅片的强化传热效果最好。①与平翅片相比较,三对称圆孔翅片的强化传热效果最显著,制冷量最大提高16.87%,平均提高9.1%。②平均当量换热系数与矩形平翅片相比,最大提高了80.15%,最小提高了49.66%,平均提高了64.29%。③COP值最大提高30.16%,最小提高14.95%,平均提高22.93%。文章最后利用对称圆孔翅片做成的三排变间距蒸发器和非变间距蒸发器进行对比性实验,实验结果表明:①变间距翅片管式蒸发器前三个风速下当量换热系数平均比非变间距翅片管式蒸发器提高12.57%,最大提高18.26%,最小提高9.4%。②在满足制冷量的前提下,变间距翅片管式换热器节省材料21.43%,有显著的节能前景。