高Pr數(shù)流體在不同肋排列三維內(nèi)肋管中熱力性能研究.pdf

1、管內(nèi)單相流體強(qiáng)制對(duì)流換熱是強(qiáng)化傳熱技術(shù)的重要研究領(lǐng)域，其在降低換熱器的能源消耗，減小換熱器的體積和重量起著十分重要的作用。本文研究的三維內(nèi)肋管就是應(yīng)用于單相流體強(qiáng)制對(duì)流換熱的新型強(qiáng)化傳熱管件。 本文以未使用過(guò)的潤(rùn)滑油為工質(zhì)，采用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法，在Re=40～800；Pr=300～2500的范圍內(nèi)，對(duì)高Pr數(shù)流體在8根肋螺旋排和4根肋順排三維內(nèi)肋管中的傳熱和流阻特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)不同肋排列三維內(nèi)肋管的研究，在以前有過(guò)對(duì)肋叉

2、排的研究報(bào)告，而沒(méi)有對(duì)肋螺旋排進(jìn)行過(guò)專門研究，本文是首次對(duì)肋螺旋排的研究，肋螺旋排也是本次研究的重點(diǎn)。 在研究中采用了Nikuradse關(guān)于粗糙管內(nèi)流動(dòng)的壁面相似規(guī)律為基礎(chǔ)將流體在三維內(nèi)肋管中的流態(tài)劃分為層流區(qū)、過(guò)渡流區(qū)和湍流區(qū)，并建立了各流態(tài)區(qū)的臨界雷諾數(shù)判據(jù)準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：肋螺旋排和肋順排三維內(nèi)肋管各流態(tài)區(qū)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換雷諾數(shù)較光管有較大的降低。其臨界雷諾數(shù)的大小與相對(duì)肋高、相對(duì)肋寬、相對(duì)肋軸向間距和相對(duì)肋周向間距等參

3、數(shù)有關(guān)。 通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理，運(yùn)用最小二乘法進(jìn)行多元線性回歸，獲得了努謝爾特?cái)?shù)、范寧摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)的準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式。分析了肋的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)換熱和流阻特性的影響，并通過(guò)熱力性能系數(shù)和換熱強(qiáng)化比兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)各實(shí)驗(yàn)管進(jìn)行評(píng)價(jià)，初步確定了在肋螺旋排和肋順排條件下的肋結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化方案。 在文中還將張川的研究結(jié)論與本次的研究結(jié)論作了高Pr數(shù)流體在不同肋排列三維內(nèi)肋管中的熱力性能對(duì)比。對(duì)比結(jié)果表明：在以高Pr數(shù)流體作為對(duì)流換熱的工質(zhì)