通道內(nèi)縱向渦發(fā)生器流動與換熱特性數(shù)值模擬.pdf

1、　　縱向渦發(fā)生器是一種通過使流體在換熱空間產(chǎn)生縱向渦旋流動,從而增強對流話熱的無源強化換熱方法。為進一步優(yōu)化縱向渦發(fā)生器的強化傳熱特性,本文以矩形翼和三角形翼縱向渦發(fā)生器為研究對象,采用數(shù)值模擬的方法對矩形通道和圓形通道內(nèi)的流動與傳熱特性開展了研究。
　　對于矩形通道,取雷諾數(shù)變化范圍為 2000~16000,研究了矩形翼縱向渦發(fā)生器的不同尺寸和排布方式對流動與換熱特性的影響。研究結(jié)果表明,翼寬為 4mm 時,綜合換熱效果最好；

2、隨著翼寬增大,換熱系數(shù)逐漸增大；隨著矩形翼排數(shù)增多,換熱系數(shù)逐漸增強。當(dāng)通道內(nèi)布置多排矩形翼時,首排矩形翼距離通道入口20mm以內(nèi)綜合換熱效果都非常好,通道入口前端布置矩形翼較為密集的通道平均換熱系數(shù)較高。
　　對于圓形通道,取流速變化范圍為 0.5m/s~2.5m/s,研究了通道內(nèi)布置矩形翼和三角形翼時的流動與換熱特性。結(jié)果發(fā)現(xiàn),三角形翼的綜合換熱效果更佳。當(dāng)矩形翼和三角形翼翼寬相同并且其他條件相同時,三角形翼的面積是矩形翼面

3、積的一半,換熱系數(shù)相近,阻力因子三角形翼遠(yuǎn)低于矩形翼。
　　分析流動結(jié)構(gòu)與換熱的關(guān)系可以看出：矩形通道中流體在縱向渦發(fā)生器附近會產(chǎn)生漩渦,如果通道足夠長的話,那些漩渦最終會融合成一個大的逆時針漩渦。通道上下面都布置縱向渦發(fā)生器的比只有通道底面布置縱向渦發(fā)生器產(chǎn)生的漩渦多,影響范圍廣,強度也大；并且通道的綜合性能效好。圓形通道中插入物上下表面均布置了渦發(fā)生器,使得通道內(nèi)產(chǎn)生四個漩渦。扭轉(zhuǎn)帶的存在增強了擾流,漩渦數(shù)量相同但綜合換熱效