论文部分内容阅读
强化传热技术有利于节约能源,减小换热器的重量和体积,因此一直受到科技界和工业界的重视。其中,用不同管型使流体在管内受迫流动达到强化传热目的的强化换热管技术已得到相当广泛的应用,但是它们普遍存在着换热被强化的同时,流动阻力(能耗)非常大,在很多工程应用中得不偿失。
为了对此问题做更深入的研究,从流体在管内流动情况这个角度来阐述强化换热管的强化机理,为新管型的开发做一些指导性研究,本文对光管、横纹管、直角横肋管、缩放管、交叉椭圆缩放管等五种管型,通过模拟计算的方法进行了对比研究。
本文运用Huent有限元软件对上述的五种管型建立了物理模型,计算了入口速度从0.2m/s到1.2m/s情况下各种换热管流体平均温度、进出口压差、壁面努塞尔数的变化情况,结合模拟得出的温度场、速度场和压力场对这五种换热管管内流体流动情况、换热情况、强化换热的原理进行了理论分析。
最后,用坐标图的方式分别表示出了五种管型的平均流体温度、进出口压差和壁面努塞尔数随入口速度变化的情况。发现横纹管、直角横肋管虽然换热能力突出,但同样随入口速度增加,进出口压差增大得非常快;缩放管换热能力一般,同时进出口压差增大也较缓慢;交叉椭圆缩放管在保证换热能力较好的前提下,进出口压差的增大也在可以接受的范围内,是一种综合性能较好的管型。