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考虑负压低温换热器工况的特殊性,完善了锯齿翅片通道内流动换热性能的数值模型,研究了各翅片结构参数对翅片性能的影响,应用CCD实验点设计和 Kriging响应面方法拟合得到了负压低温氦气在锯齿翅片通道内的流动传热关联式,得到如下结论:
(1)负压低温工况下,氦气工质物性的剧烈变化不可忽略。计算结果表明,低温氦气的f因子比常温空气的f因子大58.16%~74.5%。以空气为工质所拟合得到的关联式不适用于负压低温换热器的设计。
(2)锯齿翅片各结构参数对负压低温换热器流动传热性能的影响各有不同。实际设计时,高Re时应选用矮翅片,低Re时应选用高翅片,同时通过适当增大间距、减小厚度来提高综合性能。减小间距虽可提高综合性能,但压降会迅速增大,不建议采用这种方式提升综合性能。
(3)拟合得到的负压低温氦气在锯齿翅片通道内的流动传热关联式,传热因子j的拟合关联式的确定系数为Re=0.96311 ,摩擦因子f的拟合关联式的确定系数为Re=0.978。j因子关联式预测值的平均绝对偏差为4.31% , f因子关联式预测值的平均绝对偏差为8.79%,两个关联式具有良好的预测性能。
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