O gerenciamento térmico de baterias baseado em resfriamento direto a ar é amplamente aplicado devido ao baixo custo e à estrutura simples. No entanto, com o aumento da velocidade do vento, o ruído e o consumo de energia também aumentam. Para um trocador de calor tubular com aletas planas típico utilizado na gestão térmica de baterias, foram investigadas características de fluxo e transferência de calor por métodos experimentais e de simulação numérica sob velocidades de vento de 2,1 a 6,1 m/s, diferença de temperatura na entrada do fluido de resfriamento e do ar entre 20 e 40 ℃, e vazão mássica do fluido de resfriamento de 0,35 a 0,55 kg/s. Os resultados mostram que esses três parâmetros têm um impacto significativo no desempenho de troca de calor do trocador de calor com aletas planas. Com o aumento da velocidade do vento, o coeficiente de transferência de calor por convecção na superfície do lado do ar aumentou até 102,1 %; com o aumento da diferença de temperatura entre a entrada de água e ar ΔT_w-a, o coeficiente de transferência de calor por convecção na superfície aumentou entre 19,1 % e 28,9 %, apresentando relação aproximadamente linear com ΔT_w-a; o aumento da vazão mássica do fluido de resfriamento fortaleceu a troca térmica, e o coeficiente de transferência de calor por convecção na superfície aumentou consequentemente, sendo o grau de aumento semelhante sob incrementos iguais no fluxo. Para estudar mais profundamente o estado de fluxo dentro do trocador, foi realizada simulação numérica sob as mesmas condições experimentais. Foram estudados os efeitos da variação de parâmetros como o diâmetro do tubo e o espaçamento entre feixes na performance de troca térmica do trocador, analisando o efeito dos diferentes parâmetros na transferência de calor do trocador, e obtendo parâmetros geométricos relativamente ótimos para trocadores com a mesma estrutura e material.
关键词
características de troca de calor;aletas planas;técnicas de gestão térmica de baterias;resfriamento a ar