異型熱管換熱器強(qiáng)化傳熱及結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)值模擬研究.pdf

1、熱管具有高效傳熱性能，被廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。因此，對(duì)熱管內(nèi)流體的流動(dòng)及傳熱強(qiáng)化，以及熱管換熱器的傳熱性能的研究與結(jié)構(gòu)優(yōu)化，具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。我國(guó)熱管技術(shù)發(fā)展的兩大主題之一是開(kāi)發(fā)研究，充分發(fā)揮熱管各項(xiàng)技術(shù)方面的特點(diǎn)，綜合其他各方面學(xué)科優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)研究出一套新型的高效傳熱傳質(zhì)換熱設(shè)備。使得一些傳統(tǒng)換熱設(shè)備發(fā)生根本性的變革，從而提高換熱設(shè)備整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠性及其效率。目前，國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者對(duì)熱管各種強(qiáng)化傳熱的研究，主要是

2、在圓柱形熱管的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，并且對(duì)熱管的研究主要以實(shí)驗(yàn)研究為主。本文以流體力學(xué)和傳熱學(xué)為基礎(chǔ)，應(yīng)用大型流體計(jì)算軟件FLUENT對(duì)熱管換熱器進(jìn)行數(shù)值模擬。本研究主要提出異型熱管換熱器模型，再通過(guò)FLUENT軟件對(duì)異型熱管換熱器的傳熱特性進(jìn)行數(shù)值模擬研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀的研究與分析，提出異型熱管換熱器模型并建立出二維異型熱管換熱器的模型。然后，對(duì)所建立的異型熱換熱器進(jìn)行數(shù)值模型研究。經(jīng)研究分析得出：圓形熱

3、管的傳熱系數(shù)從前排到后排近似符合拋物線(xiàn)分布；三角形熱管的熱管系數(shù)從前排到后排維持高的傳熱系數(shù)不變，在此熱管換熱器中三角形熱管能到達(dá)強(qiáng)化傳熱的目的；正方形熱管從前排到后排傳熱系數(shù)近似符合指數(shù)分布。綜以上分析可以看出在熱管換熱器中合理選擇熱管形狀可以到達(dá)強(qiáng)化傳熱的目的。⑵根據(jù)工業(yè)過(guò)程中熱管換熱器的應(yīng)用情況，熱管的當(dāng)量直徑為20mm，工作介質(zhì)空氣的流速為10~14m/s為研究模型。通過(guò)對(duì)異型熱管換熱器傳熱特性的分析，建立起異型熱管混排結(jié)構(gòu)，并