2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、隨著環(huán)境、生態(tài)和社會經(jīng)濟問題的日益加劇,世界各國都在尋求新能源以及節(jié)能的新途徑。換熱設(shè)備是開發(fā)利用和節(jié)約能源最有效的設(shè)備,對其進行強化傳熱的研究對于解決能源問題具有積極的意義。管內(nèi)插入物強化傳熱技術(shù)工藝簡單,相對成本低,容易清除污垢,因此在工程上得到了廣泛的應(yīng)用。
   本文在自行設(shè)計的實驗裝置上,系統(tǒng)研究了管內(nèi)插入不同扭率的扭帶、不同寬度的扭帶、螺旋線圈以及扭帶與螺旋線圈復(fù)合結(jié)構(gòu)的傳熱與阻力特性,并通過線性擬合得出了管內(nèi)插入扭

2、帶及螺旋線圈的傳熱與阻力系數(shù)關(guān)聯(lián)式,獲得了結(jié)構(gòu)參數(shù)對傳熱與阻力特性的影響規(guī)律。利用FLUENT軟件,對光管、扭帶管以及螺旋線圈管的傳熱與阻力特性進行了三維數(shù)值模擬,直觀地展示了管內(nèi)流體的速度分布、溫度分布和壓力分布規(guī)律,并據(jù)此分析了管內(nèi)插入扭帶及螺旋線圈強化傳熱的機理。
   實驗研究表明,管內(nèi)插入扭帶及螺旋線圈能夠明顯提高流體的換熱系數(shù),但同時也帶來了阻力的增加。在Φ25×2mm紫銅管和3000<Re<22000湍流范圍內(nèi),管

3、內(nèi)插入扭帶時,努賽爾數(shù)Nu比光管提高25%~53%,阻力系數(shù)f比光管提高157%~208%,并且管內(nèi)插入扭帶的扭率Y越小、寬度B越大,Nu和f就越大;管內(nèi)插入螺旋線圈時,Nu比光管提高70%~88%,f比光管提高705%~808%;管內(nèi)插入扭帶與螺旋線圈復(fù)合結(jié)構(gòu)時,Nu比光管提高117%~133%,f比光管提高859%~893%。不同管徑光管及扭帶管的實驗結(jié)果與Φ25×2mm紫銅管內(nèi)的擬合公式的計算結(jié)果比較接近。
   數(shù)值模擬

4、結(jié)果顯示,光管內(nèi)流體的流動為常規(guī)的直線流動,管內(nèi)插入扭帶后流體整體呈現(xiàn)出有規(guī)律的螺旋狀旋轉(zhuǎn)運動,而管內(nèi)插入螺旋線圈后靠近壁面的流體為周期性的螺旋流動,湍流核心區(qū)域的流體則為直線流動;光管內(nèi)流體的切向速度與軸向速度相比非常小,而扭帶管與螺旋線圈管管內(nèi)流體具有較大的切向速度;在相同的條件下,扭帶管以及螺旋線圈管管內(nèi)流體的出口溫度比光管的低,而壓力降比光管的大的多。在低雷諾數(shù)湍流流動狀態(tài)下,數(shù)值模擬結(jié)果與實驗結(jié)果比較吻合。
   本文

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