冲击射流下旋转热管砂轮冷凝器传热特性

轴向旋转热管砂轮是用于强化磨削弧区换热的新型砂轮,其冷凝器换热性能的优劣直接影响整个热管砂轮的换热性能.本文结合冷凝器设计方法设计了热管砂轮冷凝器,并借助数值模拟的方法对轴向旋转热管砂轮冷凝器的换热性能进行分析,以优化旋转热管砂轮冷凝器的结构参数.研究不同的翅片高度(f=0～8 mm)、喷嘴到翅片顶部距离(d=3～11 mm)、低温空气射流速度(vj=45～115 m/s)和砂轮转速(n=150～1180 r/min)等对冷凝器换热性能的影响,结果表明:当翅片高度为6 mm时,获得最佳传热性能,对流换热表面传热系数约为459 W/(m2·K),与无翅片结构相比,对流换热表面传热系数提高36％;当喷嘴到翅片顶部距离为5 mm时,换热性能最好,传热系数为459 W/(m2·K);当低温空气射流速度提高时,对流换热表面传热系数随之提高,射流速度为115 m/s时对流换热表面传热系数最高,可达459 W/(m2·K),与射流速度为45 m/s时相比提高43％;当砂轮转速提高,对流换热表面传热系数也随之升高,砂轮转速为1180 r/min时对流换热表面传热系数最高,达到459 W/(m2·K),与150 r/min时相比提高4％.