內插自振彈簧換熱管脈動流傳熱特性研究.pdf

1、在國民經濟和工業(yè)生產領域中,換熱器是一種運用非常廣泛的熱量交換設備。目前已有學者研究得出了在管內加入內插自振彈簧能夠提高強化傳熱效率,也有學者研究得出了向管內通入脈動流能提高強化傳熱效率,但將這兩者結合起來的研究,至今在國內外都還比較少。據(jù)此,本文通過數(shù)值模擬和實驗研究相結合的方法研究了向內插自振彈簧換熱管中通入脈動流情況下的強化傳熱特性,主要研究工作及結論如下:
　　(1)建立內插彈簧換熱管流動與換熱數(shù)學模型,采用有限體積法進行

2、數(shù)值離散,用FLUENT軟件對模型進行求解,得到了分別向內插彈簧換熱管中通入穩(wěn)定流和脈動流的流動與傳熱特性,研究結果表明:相較穩(wěn)定流工況,脈動流促進換熱管壁面附近不斷有漩渦的產生、遷移與脫落,增強了管內徑向方向(溫度梯度方向)能量和質量的輸送,起到強化傳熱的效果。
　　(2)在層流條件下,對內插彈簧換熱管中通入不同參數(shù)(頻率和振幅)脈動流情況下的傳熱進行了數(shù)值模擬,得到了不同情形下的管內溫度場和壓力場,分析了不同脈動流參數(shù)對流場的

3、影響,即隨著脈動流振幅的增大,換熱效果越好,最高能夠提高58％,而有的脈動流頻率能強化傳熱,有的脈動流頻率弱化了傳熱效果,當f=6HZ時,換熱效果最好,f=8HZ時,強化傳熱系數(shù)降低到1.17。
　　(3)組建內插彈簧換熱傳熱實驗平臺及換熱測控系統(tǒng),分別向內插自振彈簧換熱管中通入穩(wěn)定流和不同參數(shù)(頻率和振幅)的脈動流,實驗研究結果表明:通入脈動流條件下的傳熱效果明顯好于通入穩(wěn)定流條件下的傳熱,且脈動流參數(shù)對強化傳熱效果起決定作用,