基于PIV技术的换热器入口流场规律与可视化研究

板翅式换热器具有结构紧凑、传热效率高、便于通道布置和换热面积分配等特点，现已被广泛应用。然而，该类换热器由于存在入口流体分配不均匀、纵向导热损失等而使其换热性能显着下降，严重时可引起换热器整体性能下降高达30%以上。其中入口流体分配不均匀是主要影响因素。在换热器的入口区域，由于其结构的复杂性使得流体通道当量直径变化剧烈，其内部流场先形成湍流，大量的旋涡产生、长大、不断运动，进入翅片微通道之后，流型迅速转变为层流状态，旋涡消失。但在不同区域的微通道入口流速差别很大，不均匀的物流分配导致传热的不均匀。采用CFD数值模拟和可视化PIV实验，对换热器入口结构内流场的流动特征进行观察记录和分析研究，探索旋涡形成和演变机理，在此基础上提出改善流场和物流分配的有效措施，对于提高板翅式换热器换热性能具有重要意义。