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叠片式换热器借鉴空调换热器的结构,用冲压成型的铝片叠在一起作为传热翅片,其传热面积大,紧凑高效。本文从数值模拟和实验两个方面研究叠片式换热器的传热和阻力性能。采用CFD模拟软件,对壳程内流体流动和传热作了分析;通过正交试验设计法研究了铝翅片间距、铝翅片厚度、管心距以及开孔直径对叠片式换热器传热和阻力性能的影响;同时对比分析了叠片式换热器横向流和纵向流的特点。以油冷却器为实验研究对象,验证了数值模拟的准确性;对不同型号叠片式油冷却器、不同结构油冷却器的传热和阻力进行了分析与比较,在此基础上对叠片式油冷却器进行了改造。论文主要得出的结论如下:(1)翅片间距(t)是影响叠片式换热器壳程压降和综合性能的最主要因素,管心距(P)是影响叠片式换热器壳程传热系数的主要因素;正交试验设计得到最优的结构组合为t=3mm,P=16mm,δ=0.55mm,d=3.5mm;利用origin软件对正交设计中的叠片式换热器传热与阻力性能进行了回归分析,得到相应条件下Nu和f的关联式。(2)对比分析横向流和纵向流,在铝翅片上开纵流孔,可以使壳程流体产生循环射流,提高湍流度,强化传热,且纵流孔越多、分布性越广,其换热量越高。(3)对比分析不同型号的叠片式油冷却器,油冷器g综合性能最好,油冷器a综合性能最差;采用origin软件对叠片式油冷却器传热和阻力性能进行了回归分析,得到了相应Re范围内叠片式油冷却器传热和阻力性能关联式。(4)L/B值在6.9附近时,叠片式油冷却器单位压降下总传热系数最大,整体换热性能最好。(5)对比分析了不同结构油冷却器,叠片式油冷却器单位压降下总传热系数最小,单位体积下换热量最大,这表明叠片式油冷却器紧凑高效的换热特性,适合用于壳程流量小、体积空间小的情况。(6)对叠片式油冷却器进行改造,抽管后综合性能得到提高,验证了即增大P/do、适当地增大翅化比或开纵流孔能够提高叠片式油冷却器传热性能。