縱向渦發(fā)生器強(qiáng)化豎直平板自然對(duì)流換熱的研究.pdf

1、縱向渦發(fā)生器作為一種無源強(qiáng)化技術(shù),因?yàn)槠鋸?qiáng)化效果明顯,制造安裝簡(jiǎn)單方便,被許多學(xué)者進(jìn)行過深入的研究,但是大多數(shù)研究成果都是關(guān)于縱向渦發(fā)生器對(duì)通道內(nèi)強(qiáng)迫對(duì)流換熱影響的研究,結(jié)果表明對(duì)于通道內(nèi)強(qiáng)迫對(duì)流換熱縱向渦發(fā)生器有著較好的強(qiáng)化換熱效果.通過對(duì)縱向渦發(fā)生器強(qiáng)化機(jī)理的分析,其對(duì)于自然對(duì)流的換熱應(yīng)該有不錯(cuò)的強(qiáng)化換熱效果.該文首先通過實(shí)驗(yàn)研究了直角三角翼對(duì)縱向渦發(fā)生器強(qiáng)化恒熱流豎直平板自然對(duì)流換熱效果.然后利用數(shù)值模擬計(jì)算軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了模擬,

2、并進(jìn)一步通過數(shù)值模擬研究了直角三角翼對(duì)縱向渦發(fā)生器的幾何參數(shù)對(duì)強(qiáng)化換熱效果的影響.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:直角三角翼對(duì)縱向渦發(fā)生器對(duì)恒熱流豎直平板自然對(duì)流層流區(qū)域換熱有較好的換熱強(qiáng)化效果,而對(duì)于湍流區(qū)域效果不明顯.層流區(qū)域換熱強(qiáng)化效果的好壞與當(dāng)?shù)貙恿鬟吔鐚拥暮穸扔嘘P(guān)系,層流邊界層厚的地方縱向渦發(fā)生器的強(qiáng)化換熱效果好,層流邊界層薄的地方強(qiáng)化換熱效果差.雖然直角三角翼對(duì)縱向渦發(fā)生器對(duì)豎直平板自然對(duì)流整體有較好的強(qiáng)化效果;但是,在縱向渦發(fā)生器前的很小范

3、圍內(nèi)和相鄰兩縱向渦發(fā)生器之間的區(qū)域里,卻使得換熱惡化.通過縱向渦發(fā)生器的錯(cuò)列布置可以解決這些問題.直角三角翼對(duì)縱向渦發(fā)生器強(qiáng)化換熱時(shí),存在最佳攻角.該實(shí)驗(yàn)條件下,在自然對(duì)流層流區(qū)域內(nèi),10mm×20mm直角三角翼對(duì)縱向渦發(fā)生器最佳攻角在40°左右.直角三角翼對(duì)縱向渦發(fā)生器的最佳攻角應(yīng)滿足以下條件:a、縱向渦發(fā)展充分且完整.b、縱向渦對(duì)之間的相互影響適合.幾何相似的直角三角翼對(duì)縱向渦發(fā)生器有著相近的最佳攻角.直角三角翼對(duì)的翼高是影響換熱效

4、果的重要因素.該實(shí)驗(yàn)條件下,對(duì)于底邊長(zhǎng)為20mm攻角45°直角三角翼對(duì),Ra=6.42E+07時(shí),最佳翼高為15mm;Ra=8.8E+07時(shí),最佳翼高為20mm,這表明最佳翼高與當(dāng)?shù)貙恿鬟吔鐚雍穸扔嘘P(guān).在直角三角翼對(duì)渦發(fā)生器組中,過小的橫向間距將削弱縱向渦的換熱效果.最小橫向間距與縱向渦發(fā)生器產(chǎn)生的縱向渦大小有關(guān),最小橫向間距應(yīng)保證相鄰縱向渦旋沒有顯著的干擾.在元件數(shù)量,布置方式,和其他條件相同情況下,縱向渦發(fā)生器強(qiáng)化換熱的效果要優(yōu)于矩