目前市面上大部分的燃气热水器的核心部件都是由铜翅片管组成的换热器,其对热效率和使用寿命都起着关键作用。而换热器上所使用的肋片管和水管的设计又对换热器的结构和性能起关键作用,因此,研究换热器上使用的助片管换热器结构对强化热交换,提高换热效率,缩小换热器的外形尺寸起了重要作用"。本文针对某一型号热水器,利用An-sys CFX软件,通过合理的简化,建立其换热器的计算模型,并研究管径、翅片厚度和翅片间距,对热水器热效率的影响。

烟气的流动和热量传递必须满足基本控制方程:连续性方程,动量方程和能量方程。另外肋片定烟气是低雷诺数流体,但由于烟气通道流动复杂,存在绕流,因此视为湍流流动,应采用标准k一E湍流模型。同时根据烟气的流动和换热特点作以下假设:

1)水侧换热均匀。

2)流体为不可压缩流体即为牛顿流体。

3)烟气入口流速均匀。

计算参数及边界条件说明如下:

1)翅片参数为间距2 mm,厚度0. 25 mm,高度60 mm,管径12 mm。

2)烟气入口边界条件:入口速度为2.7 m/s,入口温度为1178 ℃

3)出口边界条件:为了防止出口回流对结果造成影响,设置为开股度目夷达式outT表达。

4)水侧处理为热流边界,设置一定的负热源。

5)壁面边界:除耦合壁面外,其余壁面设为绝热壁面。肋片外表面设置为对称面。

6)烟气的物性参考标准烟气(质量分数w分别为Wco,=0.13 , W B,o=0.11 ,wx =0.76)设定。