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能源是人们日常生活中不可或缺的生产、生活资料,自工业革命以来,能源产业已然成为了一个国家国民经济的大动脉,然而近些年来,能源的过度消耗造成的能源危机与环境压力,已经开始对经济的发展与社会的进步产生制约。关注新能源的开发和探索节能途径成为当下世界各国的共识。本文以提高换热器的换热效率为目的,以用于空调冷凝器中的低翅片管为研究对象,在ANSYS有限元分析软件中建立管内通高温(314K)R22气体,管外通冷空气的翅片管换热过程的二维模型,并运用流体传热分析模块FLOTRAN CFD对其进行流固耦合模拟分析。研究采用多元参数正交实验的方法,探究了换热过程中流场与温度场的分布状况,并结合传热学、流体学理论对结果进行了分析,得出以下结论:在等热流的情况下,翅片管的换热性能明显优于光管,在100mm的流程内,翅片管内流体的温降比光管的提高了将近一倍;翅片结构对其换热性能的影响明显,其中翅片节距对换热性能影响最大,其次是翅片高度,翅片厚度最小,在指定范围内,翅片管换热性能随翅片节距的增加而增强,随翅片厚度的增大而减弱,随翅片高度的增大而增强;翅片结构对管外压降也有很大的影响,其中翅片高度对其影响非常显著,管外压降随翅高的增大而显著变大,翅距对压降也有较大影响,压降随翅距的增大而升高。我们优化翅片管结构的目的是:以较小的压降(能耗)获得更多的换热量,为此本文提出“Q/N指标”来评价翅片管的优化方案,综合考虑换热能力与压降,得到的优化方案为A2B1C2,即翅距为1.5mm,翅厚为0.25mm,翅高为1.4mm。提升管内外流体的流速能增强翅片管的换热能力,但也会使其压降增大,尤其是增大管外流速时,其压降增大较明显;管内流速增大时,压降变化很微小;综合考虑翅片管的换热效能,在取值范围内,管内流速可取最大值,管外流速宜取5m/s。最后笔者还选取了四组规格的紫铜管,利用专门的热力实验台进行单管传热测试,对比实验值与模拟值,并分析了两者间的误差,以此验证模拟结果的准确性。