空氣在不同肋排列三維內(nèi)肋管中的熱力性能研究.pdf

1、管內(nèi)單相強(qiáng)迫對流換熱是強(qiáng)化傳熱技術(shù)的一個(gè)重要研究領(lǐng)域，在降低換熱器的能源消耗、減小換熱器體積和重量方面有著十分重要的作用。本文所研究的三維內(nèi)肋管就是應(yīng)用于各種換熱器中單相強(qiáng)迫對流換熱的新型強(qiáng)化傳熱管。三維肋管的使用結(jié)果表明：它具有良好的強(qiáng)化傳熱效果和優(yōu)良的熱力性能。但由于三維內(nèi)肋管的三維肋結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，目前對其強(qiáng)化傳熱機(jī)理的分析和研究遠(yuǎn)未完成，特別是肋排列形式和肋形結(jié)構(gòu)尺寸等影響管內(nèi)對流換熱特性的系統(tǒng)研究工作仍需要進(jìn)行更加完善的研究。

2、 三維內(nèi)肋管有肋順排、肋叉排和肋螺旋排三種排列方式。原來的研究只對肋叉排三維內(nèi)肋管的熱力性能作過較為粗略的系統(tǒng)研究。本文主要是運(yùn)用正交試驗(yàn)的方法，系統(tǒng)地研究了肋順排三維內(nèi)肋管和肋螺旋排三維內(nèi)肋管。通過對正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行常規(guī)分析，確定了肋順排三維內(nèi)肋管和肋螺旋排三維內(nèi)肋管的肋幾何參數(shù)的優(yōu)化方向。同時(shí)，也將肋順排、肋叉排和肋螺旋排三種排列方式的三維內(nèi)肋管的肋尺寸、螺旋級數(shù)和排列方式進(jìn)行了綜合性的比較。 本文以空氣為工質(zhì)，在Re

3、=300～35000的范圍內(nèi)對四根肋順排三維內(nèi)肋管和八根肋螺旋排三維內(nèi)肋管的熱力性能進(jìn)行了研究，并運(yùn)用最小二乘法分析和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，獲得了努謝爾特?cái)?shù)、范寧摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)、肋幾何參數(shù)的準(zhǔn)則方程式，并對三種不同肋排列的三維內(nèi)肋管的這幾種方程式進(jìn)行了羅列、比較和分析，從而為實(shí)踐中的選擇提供了重要的根據(jù)。 另外，本文首次發(fā)現(xiàn)了空氣在經(jīng)過三維內(nèi)肋管時(shí)在過渡流區(qū)內(nèi)會(huì)存在“熱力性能增速不穩(wěn)定區(qū)”，在這個(gè)區(qū)域中，換熱強(qiáng)化比M和阻力增大比N會(huì)有