新型內(nèi)肋強(qiáng)化換熱管綜合換熱性能的數(shù)值研究.pdf

1、強(qiáng)化換熱技術(shù)對(duì)新能源技術(shù)的開發(fā)和節(jié)能降耗具有重大意義。縱向渦強(qiáng)化換熱技術(shù)是無源強(qiáng)化換熱中的一種，在換熱領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)勢。基于場協(xié)同理論和縱向渦強(qiáng)化換熱技術(shù)，本文提出了兩種新型的強(qiáng)化換熱管——間斷橫紋內(nèi)肋管和彎曲內(nèi)肋換熱管，并對(duì)換熱管單元模型進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，分析了換熱機(jī)理和幾何參數(shù)對(duì)換熱性能的影響，對(duì)比評(píng)價(jià)了綜合換熱性能，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果，擬合了Nu和f的關(guān)聯(lián)式。結(jié)果表明：
　　1）間斷橫紋內(nèi)肋管：由于內(nèi)肋的存在，在近壁面區(qū)域能夠有

2、效地誘導(dǎo)產(chǎn)生強(qiáng)烈的沿縱向的螺旋渦流，實(shí)現(xiàn)換熱強(qiáng)化；當(dāng)Re約為500時(shí)，近壁面流體已經(jīng)得到了一定程度的湍動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)化換熱；當(dāng)Re=4000時(shí)，與普通管相比，相對(duì)增幅Fc/Fcs可達(dá)2.45~3.56，其綜合換熱評(píng)價(jià)指標(biāo)可達(dá)到2.5。與光滑管相比，對(duì)于Re<2300，其相對(duì)強(qiáng)化換熱性能可以達(dá)到光管的2.5~5.5倍，阻力系數(shù)為光管的1.5~3.3倍；當(dāng)Re<2300時(shí)，其PEC可以達(dá)到2.2~4.1，當(dāng)Re>2300時(shí)，其PEC可以達(dá)到

3、1.24~2.25。依據(jù)計(jì)算結(jié)果，運(yùn)用多元線性回歸的方法得出了 Nu和f的關(guān)聯(lián)式，關(guān)聯(lián)式的應(yīng)用范圍為Re=500～40000，Pr=2～200。
　　2）彎曲內(nèi)肋換熱管：由于彎曲內(nèi)肋的存在，能夠有效地誘導(dǎo)產(chǎn)生強(qiáng)烈的沿縱向的渦流，實(shí)現(xiàn)有效的換熱強(qiáng)化；當(dāng)Re>500時(shí)，管中流體已經(jīng)呈現(xiàn)出湍流狀態(tài)。與圓管相比，對(duì)于Re<2300，其相對(duì)強(qiáng)化換熱性能因子可以達(dá)到表面平滑圓管的2.9~7.0倍，沿程阻力系數(shù)為表面平滑圓管的1.4~3.6倍；