變角度凸型百葉窗型鰭片之三維熱液動性能分析及最佳化研究

3-D Thermal-Hydraulic and OptimizationAnalysis for a Variable Angle Convex-Louver Fin

張錦裕 ； 連浩評

《冷凍空調與能源科技雜誌》 89期 (2014/10) Pp. 65-78

摘要

浪型鰭片（Wavy fin）主要利用平板型鰭片（Plain fin）折成波浪型鰭片增加流場擾動，提高熱傳效率。百葉窗型鰭片（Louver fin）則在鰭片上挖出百葉窗形狀之洞口，利用邊界層破壞原理使邊界層所產生的熱阻下降增加熱傳效果。凸型百葉窗型鰭片（Convex Louver fin）利用波浪型鰭片加工出百葉窗形狀，有增加熱傳面積和邊界層破壞之優點，其有絕佳熱傳能力。本文利用數值方法針對不同參數探討三維凸型百葉窗型熱交換器之熱流現象，研究參數包含百葉窗起始角度（θ_(initial)=20°、24°）、百葉窗連續變角度（Δθ=0°, 1°, 2°及3°）及百葉窗之定角度（θ_(uniform)=20°~28°），並在不同正向風速為1~12 m/s（以鰭片間距為特徵長度，Re_(in)=173~2076＂）下進行數值運算，進而探討空氣進口速度（V_(in)）、百葉窗定角度（θ）與百葉窗連續變角度（Δθ）對熱傳性能之影響。此外，編寫Fortran程式將計算流體力學商用軟體與簡易共軛梯度法（SimplifiedConjugate Gradient Method ,SCGM）結合，在固定進口風速（V_(in)）下，以熱交換器面積縮減率為目標函數，對凸型百葉型鰭片做最佳化分析。

關鍵字

凸型百葉窗鰭片 ； 最佳化分析