內(nèi)置弧線帶換熱管傳熱特性的數(shù)值模擬研究.pdf

1、強(qiáng)化換熱是合理利用能源、節(jié)約能源的重要途徑。其目的就是為了提高能源利用率。在實(shí)際生產(chǎn)生活中，應(yīng)用強(qiáng)化傳熱技術(shù)最多的就是換熱器。換熱器是實(shí)現(xiàn)熱量交換與傳遞的主要設(shè)備。管內(nèi)層流發(fā)生在許多換熱設(shè)備中，由于層流段換熱系數(shù)低，因此提高低雷諾數(shù)狀態(tài)下設(shè)備的換熱能力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　為此，本文采用數(shù)值模擬方法，應(yīng)用大型軟件FLUENT對(duì)內(nèi)置弧線帶換熱管三維模型的流動(dòng)與傳熱性能進(jìn)行了模擬與計(jì)算。
　　首先，基于場(chǎng)協(xié)同理論研究了7種不

2、同結(jié)構(gòu)參數(shù)的內(nèi)插件，通過模擬分析速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)得出了內(nèi)插件換熱管的強(qiáng)化傳熱機(jī)理，即通過擾流件的擾流作用促使速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)以及壓力場(chǎng)之間協(xié)同更好，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化傳熱。運(yùn)用（火積）耗散等效熱阻原理分析了傳熱管換熱的不可逆性，對(duì)比相同條件下的光管，內(nèi)插件管的等效熱阻遠(yuǎn)小于光管。等效熱阻越小，換熱的不可逆性越小。強(qiáng)化換熱就是要使換熱器的不可逆性減弱。
　　其次，將內(nèi)插件管和光管在相同條件下進(jìn)行模擬與計(jì)算，繪出了各換熱管的換熱與流動(dòng)特性曲線圖，通

3、過對(duì)比分析，所研究的強(qiáng)化管傳熱性能均較光管有很大提高，同時(shí)流阻也相應(yīng)有所增加。并采用綜合性能評(píng)價(jià)法對(duì)強(qiáng)化管的流動(dòng)與傳熱性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)與分析，得出:在相同泵功耗條件下，在Re=600-1800的范圍內(nèi)，所研究的強(qiáng)化管均有利用價(jià)值，且3號(hào)管即h12s78b6的綜合傳熱性能最好。
　　最后，根據(jù)7種模型的換熱與流動(dòng)情況的數(shù)值模擬結(jié)果繪制出了不同情況下?lián)Q熱管的參數(shù)曲線圖，得出高徑比、間徑比以及寬徑比對(duì)換熱管換熱與流動(dòng)性能的影響，通過對(duì)比