换热器是实现热量传递的核心设备,在动力系统、金属冶炼系统、石油工业等产业中都有着关键性的用途。相比于板式和板翅式换热器,翅片管换热器应用更为广泛。同时,管翅式换热器还具有易于生产装配、造价低等优点。圆管管翅式换热器常用于空调系统中,翅侧工质多为空气,管内通水或者制冷剂,空气侧热阻占换热器总热阻70%以上,因此翅侧空气换热能力的强弱是衡量换热器效率高低的标准。以往对提高换热器换热性能的方案,主要集中在下面两种方法:一种是在有限的空间内,尽可能的增大换热面积,例如使用小翅间距;另一种是强化传热方面,通过不同的手段,较大限度的增强换热能力,比如添加涡发生器、使用异型管等方法。流体经换热器时阻力越大,换热器运行耗能越多。如何在提高换热能力的同时降低流阻是强化传热技术的关键。管间距是换热器设计过程中的重要参数,无论是何种类型的翅片,管间距都会对换热器的整体性能产生很大的影响。选定合适的管间距,可以在消耗相同材料的前提下,更有效地提高换热器的整体效率。本文选取管翅为等壁温条件下建立的圆管平直翅片空气侧通道的数值模型,研究管间距对换热器换热特性和流动阻力的影响。选取四排管束作为计算区域,将换热器参数进行无量纲化,通过选取不同模型参数,得出管间距对换热器通道内流场的影响规律,分析其对翅片管换热能力和流体阻力的影响。同时,将分析得到的规律运用到换热器的设计中,并对换热器管间距进行优化分析。研究结果表明:管间距的不同会影响换热器通道内流场的分布,翅侧平均Nu数和阻力系数f都会随着管间距的增大而减小,同时随着管间距的逐渐增大,这种变化趋于平缓,意味着管间距的影响会随着其距离的增加而逐渐减弱。同时,增大管间距可以更好地改善换热器的阻力性能。当换热器取相同材料损耗的情况下,横纵管间距之比在1.5到1.7范围内时,换热器的综合性能较优。对给定尺寸1800 mm×88 mm×2000 mm的换热器进行模拟研究,发现换热系数K、压降?p和换热器肋效率ηf均随管间距增大而减小,在阻力允许条件下,可以通过减小管间距的方式来提升换热能力和换热效率。