新型內肋強化換熱管綜合換熱性能的數值研究.pdf

1、強化換熱技術對新能源技術的開發(fā)和節(jié)能降耗具有重大意義?？v向渦強化換熱技術是無源強化換熱中的一種，在換熱領域具有明顯的優(yōu)勢?；趫鰠f(xié)同理論和縱向渦強化換熱技術，本文提出了兩種新型的強化換熱管——間斷橫紋內肋管和彎曲內肋換熱管，并對換熱管單元模型進行了數值計算，分析了換熱機理和幾何參數對換熱性能的影響，對比評價了綜合換熱性能，并根據計算結果，擬合了Nu和f的關聯式。結果表明：
　　1）間斷橫紋內肋管：由于內肋的存在，在近壁面區(qū)域能夠有

2、效地誘導產生強烈的沿縱向的螺旋渦流，實現換熱強化；當Re約為500時，近壁面流體已經得到了一定程度的湍動，能夠實現強化換熱；當Re=4000時，與普通管相比，相對增幅Fc/Fcs可達2.45~3.56，其綜合換熱評價指標可達到2.5。與光滑管相比，對于Re<2300，其相對強化換熱性能可以達到光管的2.5~5.5倍，阻力系數為光管的1.5~3.3倍；當Re<2300時，其PEC可以達到2.2~4.1，當Re>2300時，其PEC可以達到

3、1.24~2.25。依據計算結果，運用多元線性回歸的方法得出了 Nu和f的關聯式，關聯式的應用范圍為Re=500～40000，Pr=2～200。
　　2）彎曲內肋換熱管：由于彎曲內肋的存在，能夠有效地誘導產生強烈的沿縱向的渦流，實現有效的換熱強化；當Re>500時，管中流體已經呈現出湍流狀態(tài)。與圓管相比，對于Re<2300，其相對強化換熱性能因子可以達到表面平滑圓管的2.9~7.0倍，沿程阻力系數為表面平滑圓管的1.4~3.6倍；