螺旋板式換熱器的傳熱及流動特性研究.pdf

1、本文通過實驗研究和數(shù)值模擬兩種方法對異形定距柱螺旋板式換熱器的傳熱及流動特性進行了研究。 在實驗部分，利用熱一質(zhì)比擬萘升華技術(shù)，測量了Re=2.0×10<'3>～3.0×10<'4>范圍內(nèi)的圓形定距柱和三種橢圓形定距柱柱面及通道底面的對流換熱系數(shù)，得出了橢圓形定距柱螺旋通道的傳熱及阻力實驗關(guān)聯(lián)式，并對其綜合性能進行了比較。實驗結(jié)果表明：1)當(dāng)Re>7500時，橢圓形定距柱柱面的對流換熱系數(shù)高于圓形定距柱柱面的對流換熱系數(shù)，且對流

2、換熱系數(shù)隨長徑比a/b的增加而提高；2)當(dāng)Re>7500時，橢圓形定距柱通道底面的對流換熱系數(shù)低于圓形定距柱通道底面的對流換熱系數(shù)；3)當(dāng)Re<7500時，通道總體對流換熱系數(shù)隨定距柱形狀的變化差別不大，當(dāng)Re>7500時，橢圓形定距柱通道的總體對流換熱系數(shù)低于圓形定距柱通道總體的對流換熱系數(shù)；4)橢圓形定距柱螺旋通道的流動阻力明顯低于圓形定距柱螺旋通道的流動阻力，并且a/b越大，橢圓形定距柱螺旋通道的流動阻力降低越明顯；5)通過比較幾

3、種柱型，得出當(dāng)a/b=2.0時，橢圓形定距柱螺旋板式換熱器的綜合性能指數(shù)最高，且隨Re的增加而呈上升趨勢。 在數(shù)值模擬部分，利用CFD軟件，分析了圓形、橢圓形、方形和菱形定距柱螺旋通道的傳熱及流動特性，并將其綜合性能進行了比較。數(shù)值模擬結(jié)果表明：1)三角形排列沿長軸繞流時的橢圓形定距柱螺旋通道的綜合性能高于圓形定距柱螺旋通道的綜合性能，當(dāng)a/b=2.0～2.5時，橢圓形定距柱螺旋通道的綜合性能指數(shù)最高；2)對于沿長軸繞流時的橢圓