具各種圓管排列之板鰭管式熱交換器的熱傳特性研究

Abstract

本文以逆算法及計算流體力學商業套裝軟體搭配實驗方法來探討板鰭管式熱交換器之熱傳及流體流動特性，並探討鰭片間距、風速與管徑對所得結果之影響。由於鰭片上的熱傳係數可能為不均勻分佈，故將鰭片劃分為數個小區域。之後，利用結合有限差分法、最小平方法及實驗溫度量測值之逆算法來預測鰭片上之熱傳係數。為了求得較正確之板鰭管式熱交換器的熱傳及流體流動特性數值，利用計算流體力學軟體配合適當之流動模式及網格格點數所求得於各量測點之鰭片溫度及鰭片上之熱傳係數須盡可能分別接近實驗溫度量測值、逆算結果及先前之結果。本文結果顯示對於管徑為27 mm，由RNG k-ε紊流模式所求得結果較為準確；對於2 mm之小管徑，則由層流模式所求得結果較為準確。這意味著流動模式對所求得結果之影響是不忽視的，且所選取之網格點數可能須隨著風速的增快而增加。因此本文以不同之流動模式搭配適當的格點數求得鰭片溫度、熱傳係數及空氣之速度、溫度與壓力分布。此外，本文之結果亦顯示對應大管徑之熱傳係數、摩擦係數f與壓降皆大於對應小管徑之值，且大管徑之摩擦係數f高於小管徑之摩擦係數約153％至277％。

Date of Award	2015 Jul 22
Original language	Chinese
Supervisor	Han-Taw Chen (Supervisor)