交叉流鳍片热交换器广泛应用于石油和天然气行业。鳍片热交换器在要求交换器体积和重量小而效率高的情况下使用。这种类型的交换器在主要表面上有鳍片或附加件,用于增加热传递表面。由于气体侧的热传递系数远小于液体侧,因此在气体侧使用鳍片热交换表面来增加热传递表面。鳍片在气-气或气-液热交换器中被广泛应用,在那里,一侧或双侧的热传递系数较小并且需要紧凑型热交换器。本文描述了热过程控制的重要性,分析了其性能问题,并提出了热交换器中热传递过程的数学模型。使用自适应网格进行了具有亚毫米精度的三维模拟,并通过GCI进行了验证,采用k-omega SST湍流模型求解了Navier-Stokes RANS方程。模拟边界条件包括空气流速范围从2到5米/秒,管壁的恒定加热率为1.5 kW/m2。结果表明,由于涡流的形成,鳍尖的热传递比中部区域高出30%,此现象的努塞尔数计算为62.5。最后,考虑到由于其应用,这些鳍片的重量和体积尤为重要,因此调查了热交换器轮廓的材料和几何形状对热传递的影响。
Soroureddin等人(Mon)研究了这个问题。