选取矩形换热器的最基本换热单元,通过数值模拟方法对不同截面尺寸的矩形通道换热器的流动和换热特性进行了探究。研究发现在截面高宽比相同的情况下,随着水力直径的增加,流动阻力逐渐减少,传热性能下降,但换热器的综合换热性能提高;当中心矩形截面面积不变的前提下增大截面高宽比,水力直径不断降低,流动阻力随之增大,换热性能与高宽比并非为线性关系,在研究范围内高宽比为4的结构换热效果最佳。

模拟实际燃气轮机叶片内冷通道几何及传热结构，研究了蒸汽和空气在两面带有肋片的矩形通道中当雷诺数为10000～80000时的换热和摩擦特性。试验通道宽高比（肋片在宽面上）为0．5，肋间距p/e为10，通道阻塞比为0．047，试验通道长度L为1000mm。试验结果显示，蒸汽和空气在带肋通道中的平均换热系数，平均摩擦系数和换热性能随雷诺数的变化趋势几乎相同；在相同试验条件下，蒸汽在带肋通道中的平均换热系数比空气高30．2％，平均摩擦系数比空气高18．4％；蒸汽在带肋通道带肋面和光滑面上的换热性能比空气分别高8．4％和7．3％。