內(nèi)展翅片管換熱器換熱特性的數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，人類對能源的需求量也越來越大，節(jié)能降耗越來越受到人們的重視。換熱器在制冷、石油、化工等領域占有很大的比重，同時換熱器強化傳熱技術也得到了較大的發(fā)展。內(nèi)展翅片管換熱器具有節(jié)能率高、體積小、使用成本低等優(yōu)點。
　　 本文以普通光管和四種不同波紋數(shù)的內(nèi)展翅片管作為研究對象，對介質(zhì)為空氣的兩種換熱管內(nèi)不同流速情況下的對流換熱問題進行理論分析，并建立了數(shù)理模型。運用FLUENT有限容積分析軟件進

2、行了三維數(shù)值模擬。根據(jù)研究對象的具體特點，分別采用層流、標準ε?k湍流模型和可實現(xiàn)k－ε湍流模型進行計算。 針對不同流速采用不同的層流和湍流模型，模擬出四種不同波紋數(shù)的內(nèi)展翅片管內(nèi)流體的流場分布，得到內(nèi)展翅片管的強化傳熱機理。重點分析不同流速對不同波紋數(shù)的內(nèi)展翅片管流場和溫度場的影響，并與光管的換熱特性進行對比，得出：在不同雷諾數(shù)條件下，內(nèi)展翅片管和光管中的流體（空氣）出口溫度、壁面換熱量、壁面努塞爾數(shù)、進出口壓差和阻力系數(shù)變化曲線，證

3、明了內(nèi)展翅片管有較強的換熱效果。
　　 應用Webb熱力性能指標，對內(nèi)展翅片管和光管的綜合換熱性能進行評價，得出結論：在相同泵功和換熱面積的條件下，在數(shù)值模擬的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，Ⅰ～Ⅳ號內(nèi)展翅片管的換熱量分別為光管的1.55～3.57倍、2.78～4.43倍、3.23～5.25倍、3.51～5.68倍，隨著雷諾數(shù)的增加，內(nèi)展翅片管強化換熱效果逐漸減弱。 將Ⅳ號內(nèi)展翅片管的數(shù)值模擬結果與實驗結果進行比較，表明數(shù)值模擬結果與實驗結果比較