Experimental and numerical studies on the thermal-hydraulic performance of a novel airfoil fins printed circuit heat exchanger

之字形的 努塞尔数 材料科学 热交换器 压力降 复合材料 机械 热力学 湍流 雷诺数 几何学 物理 数学
作者
Zengxiao Han,Xinying Cui,Jiangfeng Guo,Haiyan Zhang,Jingzhi Zhou,Keyong Cheng,Huzhong Zhang,Xiulan Huai
出处
期刊:International Journal of Heat and Mass Transfer [Elsevier BV]
卷期号:217: 124655-124655 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2023.124655
摘要

The novel airfoil fins (AFFs) printed circuit heat exchanger (PCHE) has excellent thermal-hydraulic performance, while experimental investigations about this PCHE are few. The overall thermal-hydraulic performance of the novel AFFs PCHE is tested in this study and compared with that of the straight channels PCHE and the zigzag channels PCHE under identical experimental conditions. The mechanisms of the performance difference among the three PCHEs are numerically analysed. The new Nusselt number (Nu) and Fanning friction factor (f) correlations of supercritical CO2 in the novel AFFs PCHE are proposed. The results indicate that the overall heat transfer coefficient of the novel AFFs PCHE is higher than that of the straight channels PCHE, while the pressure drop of the novel AFFs PCHE is lower than that of the zigzag channels PCHE. The performance evaluation criteria (PEC) of the novel AFFs PCHE is 6.6–15.5% higher than that of the straight channels PCHE and is 12.8–27.8% higher than that of the zigzag channels PCHE, which indicates that the comprehensive performance of the novel AFFs PCHE is the best. The relative errors between the Nu and f predicted by the new thermal-hydraulic correlations and the Nu and f calculated from the experimental and numerical data are within ±20%. The correlations obtained in this work are useful to design and optimize the novel AFFs PCHE.
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