散热器是发电机组冷却系统的重要组成部分,其热力性能对发电机组的高效可靠运行具有重要影响,研究散热器流动传热特性及其结构优化在实际应用中具有重要意义。本文依托散热器生产的合作企业的技术需求,对散热器的热工设计计算、流动传热关联式构建、百叶窗结构参数优化等方面开展了相关研究工作,取得了一些具有实用价值的研究成果。(1)对散热器的热工计算进行了分析,完成了百叶窗管带式散热器热工设计计算及计算程序编制,实现了散热器热工设计计算的程序化和便捷化,为散热器流动传热关联式构建分析奠定基础。(2)针对空气侧流动传热关联式在散热器热工设计中重要性,借助散热器热工设计计算程序,比对计算了相同条件下已有代表性的散热器流动传热关联式的预测结果。计算范围内(空气迎面风速3~10m/s,百叶窗间距为特征长度的雷诺数308~1114),相同条件下不同关联式计算获得传热因子偏差为2.78~60.61%,摩擦因子偏差为4.79~192.94%。已有散热器流动传热关联式的通用性值得商榷。(3)为获得流动传热关联式以指导企业设计散热器,选择了企业生产的有代表性的百叶窗管带式散热器,在测试试验平台上开展了散热器流动传热试验。通过对比已有流动传热关联式预测值与试验值偏差,发现测试工况范围内Y.J.Chang传热因子关联式预测精度最高,与试验测试值最大偏差为11.12%,JunqiDong摩擦因子关联式预测精度最高,与试验测试值最大偏差为13.24%,基本满足企业散热器设计实际需求。同时,通过试验拟合得到了散热器散热量与水质量流量和风速的关联式,实验工况范围内关联式的预测值与试验值的最大偏差为1.74%;风阻拟合成迎面风速的幂函数形式,预测值与试验值的最大偏差为3.75%,可用于企业生产的结构已定散热器的精准设计。(4)为给企业散热器的优化设计提供支撑,重点模拟研究了百叶窗转向区长度与数目对散热器流动传热综合性能的影响规律。结果表明:转向区长度和数目的乘积是影响传热因子和摩擦因子的综合因素,一定迎面风速下,传热因子和摩擦因子随转向区长度和数目的乘积增加而降低,当转向区长度和数目乘积相等时,传热因子与摩擦因子随转向区数目增加而增加;单排管和三排管布置时,转向区长度分别为1.5mm和3mm,转向区数目为3时散热器综合性能最好;通过转向区长度和数目的优化匹配,可有效缩小多排管与相应单排管布置的综合性能差距。