換熱器凹槽通道中流體流動的實驗與數(shù)值模擬.pdf

1、隨著經濟的快速增長，節(jié)能降耗、高效清潔已然成為世界上許多國家能源發(fā)展的方向。經過研發(fā)和創(chuàng)新，一系列節(jié)能技術和措施陸續(xù)出現(xiàn)。通道加置粗糙元是一種相當有效的強化對流的方法。有研究表明，采用粗糙元的異形管或異形通道更易產生擾流，較一般直壁流路有更優(yōu)秀的傳遞性能。這對設備的性能優(yōu)化有重要意義，強化傳熱傳質是提高設備綜合效率、降低其壽命周期費用的有效措施。
　　本文以換熱器的流路為研究對象，研究一種加設凹槽形粗糙元的形式，即在基本的平板通道

2、上開設凹槽。先后利用流體力學實驗以及數(shù)值模擬的方法，對多種凹槽通道做了測試，得到了凹槽通道內流體流動的特性。重點關注相對于平板通道,凹槽通道中的凹槽結構對流路內壓力特性以及應力分布產生的影響。
　　從研究的結果中發(fā)現(xiàn)諸多不同于平板通道的現(xiàn)象和規(guī)律，開設凹槽給整個通道內的流體流動帶來明顯影響:
　　凹槽結構會明顯增加通道的阻力，凹槽長度越長通道的摩擦系數(shù)越大。不過，這也讓通道內流動的轉捩提前，可以實現(xiàn)流體低流速下的湍流流動;凹

3、槽結構改變通道內流體的流動結構，流體從通道主流分離出一部分，滯留在凹槽內，形成了渦流。隨著流態(tài)的變化，渦流逐漸衍變，穩(wěn)定性也逐漸改變;凹槽結構改變了通道內的流體力學性能，與平板通道不同，通道內凹槽的開設使壁面剪切應力產生周期性突變。這樣的結構變化對整體流動都起到很強的擾動作用，應力分布頻繁的變化說明傳遞得到了很好的增強;凹槽的長度比例是性能的重要影響因素，通過比較，加設凹槽的長度與未開槽部分的長度比例相近較好。這時，通道內壁面剪切應力的