偏心旋流管強化換熱的數(shù)值分析.pdf

1、由于能源的短缺,強化換熱技術(shù)一直是人們研究的重點。在這種背景下,強化傳熱的各種理論和技術(shù)創(chuàng)新層出不窮,本文運用場協(xié)同原理及流體減阻思想設(shè)計開發(fā)出一種新型高效強化傳熱管,該管為一根等徑光滑圓形傳熱管螺旋繞制而成,繞制后傳熱管的任一橫截面仍為等徑圓形,但截面圓心沿軸向與管對稱軸的距離發(fā)生了周期性大小及方向的改變。
　　本文首先建立了偏心旋流管的幾何模型和數(shù)學(xué)模型,分析了管內(nèi)傳熱與流動特性以及它們的綜合性能,應(yīng)用FLUENT軟件對不同流

2、動狀態(tài)和結(jié)構(gòu)下的換熱與流動進行了數(shù)值計算。
　　其次,整理出模擬結(jié)果。研究結(jié)果表明對于偏心旋流管,減小導(dǎo)程、增大偏心距使換熱效果增強的同時,阻力增大;隨著雷諾數(shù)增大,換熱管綜合性能變優(yōu),PEC值最高可達3左右,EEC值最高能達到1.3,優(yōu)化管型EEC值可以全程在1以上;在本文研究的導(dǎo)程及偏心距范圍內(nèi),入口段EEC值峰值區(qū)間大概位于導(dǎo)程/偏心距=30~60的范圍內(nèi);充分發(fā)展段EEC值峰值區(qū)間大概位于導(dǎo)程/偏心距=70~100的范圍內(nèi)

3、。本文數(shù)值計算表明,強化傳熱管平均Nu為光管的1-2.1倍,平均f為光管的1-1.6倍;相同功耗下,其換熱量相比于等換熱面積的光滑圓管可提高20％~30%左右;如果將其應(yīng)用于管殼式換熱器中,可通過相鄰螺旋狀傳熱管的接觸點實現(xiàn)相互支撐和固定,省略了殼側(cè)折流板、折流桿等支撐部件,使得換熱器結(jié)構(gòu)緊湊,體積比一般換熱器小,而換熱面積比一般換熱器大,節(jié)省了投資費用;同時傳熱管管內(nèi)整體旋流,可有效抑制管壁結(jié)垢的產(chǎn)生,提高換熱器的使用壽命及安全性能,