错位翅片板式换热器性能校核研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ZT0009
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滑油系统是现代航空发动机一个重要的子系统,其作用是连续不断的将足够数量的清洁滑油输送到发动机各传动部件,以减少机件的磨损,并带走摩擦产生的热量。错位翅片板翅式燃滑油换热器是滑油的冷却部件,同时还为燃油预热,其翅片能够促进流体的湍动,有效打破热边界层,错位翅片板翅式燃滑油换热器具有传热效率高、结构紧凑、轻巧而牢固等优点。目前,国内对错位翅片板翅式换热器流动特性和传热规律的研究尚未完善,理论及实验研究与国外存在巨大差距。本文对文献中错位翅片传热因子和摩擦因子的计算方法进行了总结和归纳,利用工质为气体和液体条件下的实验数据,对5种传热因子和摩擦因子计算式(4种计算式建立在工质为气体的条件下,1种计算式建立在工质为液体的条件下)的适用性进行了验证,结果表明以工质为气体的实验数据得到的计算式不适用于计算工质为液体时翅片的传热因子和摩擦因子,以工质为液体的实验数据得到的计算式也不适用于计算工质为气体时翅片的传热因子和摩擦因子。在此基础上,参考文献中传热因子和摩擦因子的计算方法,分别建立了工质为气体和液体条件下翅片传热因子和摩擦因子的计算模型。利用文献中的实验数据,选用最小二乘法、遗传算法和拟牛顿法对模型中的系数进行了拟合,结果表明最小二乘法在拟合错位翅片传热因子和摩擦因子时准确性最好,拟合出的计算式预测工质为气体时,翅片传热因子的最大误差为18.21%,平均误差为12.46%,摩擦因子的最大误差为18.03%,平均误差为9.44%;预测工质为液体时,翅片传热因子的最大误差为18.92%,平均误差为6.24%,摩擦因子的最大误差为13.51%,平均误差为4.7%。通过对换热器校核方法的研究,以本文拟合出翅片传热因子和摩擦因子的计算式为基础,建立了错位翅片板式换热器校核的数学模型,并利用C++语言,开发了程序界面,编制了校核软件。选用文献中的实验数据,对不同工质下校核软件的准确性进行了验证,结果表明该校核软件可以用于多种工况下,冷热流体两侧均有错位翅片的板式换热器的性能计算,且校核软件在校核换热器性能时,出口温度最大误差为9.48%,压降最大误差为9.59%,满足了工程上对换热器校核的要求。
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