扭曲管換熱器傳熱與流阻性能的數(shù)值研究.pdf

1、扭曲管換熱器是一種新型高效自支撐縱流式換熱器,采用高效扭曲管取代普通換熱管,既節(jié)約了金屬管材、降低了設(shè)備費用,同時能顯著地提高傳熱效率,降低能耗,應(yīng)用前景廣闊。
　　 本文對扭曲管換熱器的數(shù)值計算方法進行了研究,通過對比五種湍流模型在圓管及扭曲橢圓管管內(nèi)傳熱與流動計算中的精度,發(fā)現(xiàn)SSTκ-ω模型的結(jié)果為精確。對壁面函數(shù)網(wǎng)格適應(yīng)性的對比發(fā)現(xiàn)尺度化壁面函數(shù)較好,針對扭曲管換熱器近壁面網(wǎng)格尺寸難以控制提出計算時采用尺度化壁面函數(shù)。<

2、br>　　 本文對扭曲橢圓管和扭曲三葉管管內(nèi)傳熱與流動進行了研究,考察了截面特性、導(dǎo)程、Pr數(shù)和雷諾數(shù)的影響。結(jié)果表明:在所研究的范圍內(nèi),隨著截面壓縮程度的增加(對于扭曲橢圓管是B/A逐漸減小,對于扭曲三葉管是D1和dt的減小)以及導(dǎo)程的減小,扭曲管努賽爾數(shù)和阻力系數(shù)逐漸增大,綜合性能升高,在所研究的對象范圍內(nèi),截面為28×9.6,導(dǎo)程為150mm的扭曲橢圓管和截面為10×5,導(dǎo)程為100 mm的扭曲三葉管的綜合性能是最好的;Pr數(shù)對

3、扭曲橢圓管和扭曲三葉管的努賽爾數(shù)影響較大而對阻力系數(shù)基本沒有影響,在Pr<100時,隨著Pr數(shù)的增大扭曲橢圓管和扭曲三葉管的努賽爾數(shù)增長較快,綜合性能提升很明顯,之后趨于平緩;隨著雷諾數(shù)的增大,努賽爾數(shù)呈遞增趨勢,阻力系數(shù)降低。綜合性能先增大后逐漸減小,在Re=1000～2000左右達到最高。
　　 本文根據(jù)Re=2000～20000范圍內(nèi)扭曲橢圓管計算所得到的104組數(shù)據(jù)和扭曲三葉管計算所得到的88組數(shù)據(jù),通過多元線性回歸得到

4、了對應(yīng)扭曲管的傳熱和流阻關(guān)聯(lián)式。
　　 扭曲橢圓管管內(nèi)傳熱與流阻的無因次關(guān)聯(lián)式為:Nu=1.6499Re0.7580Pr0.3785(A/B)0.2971(S/de)-0.1987f=2.1557Re-0.4047(A/B)0.3224(S/de)-0.2213扭曲三葉管管內(nèi)傳熱與流阻的無因次關(guān)聯(lián)式為:Nu=2.1210Re0-7429Pr0.3852(D1/d)-0.4261(S/de)-0.2184f=2.1472Re-0.