高Pr數(shù)流體在不同肋排列三維內肋管中熱力性能研究.pdf

1、管內單相流體強制對流換熱是強化傳熱技術的重要研究領域，其在降低換熱器的能源消耗，減小換熱器的體積和重量起著十分重要的作用。本文研究的三維內肋管就是應用于單相流體強制對流換熱的新型強化傳熱管件。 本文以未使用過的潤滑油為工質，采用正交實驗設計的方法，在Re=40～800；Pr=300～2500的范圍內，對高Pr數(shù)流體在8根肋螺旋排和4根肋順排三維內肋管中的傳熱和流阻特性進行了實驗研究。對不同肋排列三維內肋管的研究，在以前有過對肋叉

2、排的研究報告，而沒有對肋螺旋排進行過專門研究，本文是首次對肋螺旋排的研究，肋螺旋排也是本次研究的重點。 在研究中采用了Nikuradse關于粗糙管內流動的壁面相似規(guī)律為基礎將流體在三維內肋管中的流態(tài)劃分為層流區(qū)、過渡流區(qū)和湍流區(qū)，并建立了各流態(tài)區(qū)的臨界雷諾數(shù)判據(jù)準則關聯(lián)式。實驗結果表明：肋螺旋排和肋順排三維內肋管各流態(tài)區(qū)相應的轉換雷諾數(shù)較光管有較大的降低。其臨界雷諾數(shù)的大小與相對肋高、相對肋寬、相對肋軸向間距和相對肋周向間距等參

3、數(shù)有關。 通過對實驗數(shù)據(jù)的整理，運用最小二乘法進行多元線性回歸，獲得了努謝爾特數(shù)、范寧摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)的準則關聯(lián)式。分析了肋的結構參數(shù)對換熱和流阻特性的影響，并通過熱力性能系數(shù)和換熱強化比兩個評價指標對各實驗管進行評價，初步確定了在肋螺旋排和肋順排條件下的肋結構參數(shù)的優(yōu)化方案。 在文中還將張川的研究結論與本次的研究結論作了高Pr數(shù)流體在不同肋排列三維內肋管中的熱力性能對比。對比結果表明：在以高Pr數(shù)流體作為對流換熱的工質