在翅片管式换热器中，平直翅片因为结构简单、适用性强以及耐用的特点，在工程中占据主导地位，是最常用的翅片类型。换热器的换热性能主要受翅片间距、管排数等结构参数的影响。

在翅片管式换热器中，平直翅片因为结构简单、适用性强以及耐用的特点，在工程中占据主导地位，是最常用的翅片类型。换热器的换热性能主要受翅片间距、管排数等结构参数的影响。

从空气侧和制冷剂侧考虑，换热和压降特性

翅片管式换热器是一种常见的空气冷凝器和蒸发器，其具有高效、紧凑和轻量化等优点。从空气侧和制冷剂侧分别考虑，其换热和压降特性如下：

1、空气侧换热和压降特性

翅片管式换热器的空气侧主要是通过翅片和管道之间的空气流动来实现换热。空气侧的换热和压降特性主要取决于翅片的形状、数量、间距和厚度等因素。

换热特性方面，翅片的数量和间距越小，换热面积就越大，换热效果也越好。同时，翅片的形状和厚度也会影响换热效果。一般来说，翅片越薄，换热效果越好，但是翅片过薄会导致翅片的强度不足，易发生变形和损坏。

压降特性方面，翅片管式换热器的空气侧压降主要来自空气流动的阻力和翅片的阻力。翅片的数量和间距越小，空气流动的阻力就越大，压降也就越大。因此，在设计翅片管式换热器时，需要权衡换热效果和压降特性，以达到最佳的设计效果。

2、制冷剂侧换热和压降特性

翅片管式换热器的制冷剂侧主要是通过管道内的制冷剂流动来实现换热。制冷剂侧的换热和压降特性主要取决于管道的内径、长度、弯曲程度和流速等因素。

换热特性方面，管道的内径越小，流速越大，换热效果越好。同时，管道的长度和弯曲程度也会影响换热效果。一般来说，管道越长，弯曲程度越大，换热效果越差。

压降特性方面，制冷剂侧的压降主要来自管道内制冷剂流动的阻力。管道的内径越小，流速越大，阻力就越大，压降也就越大。因此，在设计翅片管式换热器时，需要权衡换热效果和压降特性，以达到最佳的设计效果。

模型建立

1、空气侧模型建立

对于优化翅片管式换热器，空气侧换热的准确度至关重要。

有研究者通过ANSYS软件进行多物理场仿真模拟，建立平直翅片管式换热器的三维仿真模型。

整体平直翅片管式换热器的简化结构如图3-1所示。图3-1(a)红色箭头为制冷剂在换热管中的流动示意图。图3-1(b)蓝色区域所示，以揭示整个换热器中流体的流动和传热状况。

图3-3为三组不同时间步长下对应的翅片管出口平均温度随时间的变化趋势图。

2、制冷剂侧模型建立

在光管中，制冷剂的状态由液态变为气态，制冷剂不同，其在圆管中的蒸发关联式的准确程度不同，这关系到整个换热系数的准确性。有研究者应用CoilDesigner 软件，对制冷剂在管内的沸腾传热进行模拟，并选取R290作为模拟的制冷剂。

结论一：

摩擦因子f随管径 D的增加呈现增大的趋势。明风速一定时，随着管径增加，流道中管路阻挡面积增大，流动区域变小，流动受阻严重，压降升高，摩擦因子f增大。

结论二：

图4-2中可以看出，综合评价因子j/f随管径D的增加呈现减小的趋势，而且综合评价因子随风速增加，变化越来越明显。

结论三：

从图4-3中可以看出，管径对制冷剂侧的压降影响较大，随着管径的增加，制冷剂侧压降呈现下降趋势，且下降速率逐渐减小。当管径增大时，管道内制冷剂流速会减缓，管道内扰动、流动阻力也会降低，压降减小。

结论一：

图4-4(a)为空气侧换热因子j变化趋势图，从图中可以看出，换热因子j随翅片间距Sf的增加呈现减小的趋势。

图4-4(b)为空气侧摩擦因子f变化趋势图，从图中可以看出，摩擦因子f随翅间距Sf的增加呈现减小的趋势。

结论二：

图4-5中可以看出，综合评价因子j/f随翅片间距Sf的增加呈现不规律的变化。

结论一：

从云图4-6中可以看出，空气进口速度一定时，翅片厚度增加使温度分布更加均匀，但变化很小，说明翅片厚度δf对温度的影响不明显。

对于平直翅片来说，在翅片间距Sf不变的情况下，增加翅片厚度δf会使翅片总数减小，减小换热面积，削弱传热效果，而且厚翅片会使换热器重量增大，材料成本提高，所以应当适当减小翅片厚度。

图4-7(a)中可以看出，风速一定时，空气侧换热因子j的随翅片厚度δf增加呈现上升趋势。

图4-7(b)中可以看出，摩擦因子f随翅片厚度δf增加呈现增大的趋势，而且随风速增加，变化越来越明显。

结论二：

图4-8 中可以看出，综合评价因子j/f随翅片厚度δf的增加呈现不规律的变化。

结论一：

从云图4-9中可以看出，空气进口速度一定时，翅片高度Hf增加使温度分布更加均匀，但变化很小，其对温度的影响不明显。

结论二：

图4-11 中可以看出，综合评价因子j/f随翅片高度Hf的增加呈现减小的趋势。