內置弧線帶換熱管傳熱特性的數(shù)值模擬研究.pdf

1、強化換熱是合理利用能源、節(jié)約能源的重要途徑。其目的就是為了提高能源利用率。在實際生產生活中，應用強化傳熱技術最多的就是換熱器。換熱器是實現(xiàn)熱量交換與傳遞的主要設備。管內層流發(fā)生在許多換熱設備中，由于層流段換熱系數(shù)低，因此提高低雷諾數(shù)狀態(tài)下設備的換熱能力具有重要的現(xiàn)實意義。
　　為此，本文采用數(shù)值模擬方法，應用大型軟件FLUENT對內置弧線帶換熱管三維模型的流動與傳熱性能進行了模擬與計算。
　　首先，基于場協(xié)同理論研究了7種不

2、同結構參數(shù)的內插件，通過模擬分析速度場和溫度場得出了內插件換熱管的強化傳熱機理，即通過擾流件的擾流作用促使速度場、溫度場以及壓力場之間協(xié)同更好，實現(xiàn)強化傳熱。運用（火積）耗散等效熱阻原理分析了傳熱管換熱的不可逆性，對比相同條件下的光管，內插件管的等效熱阻遠小于光管。等效熱阻越小，換熱的不可逆性越小。強化換熱就是要使換熱器的不可逆性減弱。
　　其次，將內插件管和光管在相同條件下進行模擬與計算，繪出了各換熱管的換熱與流動特性曲線圖，通

3、過對比分析，所研究的強化管傳熱性能均較光管有很大提高，同時流阻也相應有所增加。并采用綜合性能評價法對強化管的流動與傳熱性能進行綜合評價與分析，得出:在相同泵功耗條件下，在Re=600-1800的范圍內，所研究的強化管均有利用價值，且3號管即h12s78b6的綜合傳熱性能最好。
　　最后，根據(jù)7種模型的換熱與流動情況的數(shù)值模擬結果繪制出了不同情況下?lián)Q熱管的參數(shù)曲線圖，得出高徑比、間徑比以及寬徑比對換熱管換熱與流動性能的影響，通過對比