扭曲管換熱器傳熱與流阻性能的數(shù)值研究.pdf

1、扭曲管換熱器是一種新型高效自支撐縱流式換熱器,采用高效扭曲管取代普通換熱管,既節(jié)約了金屬管材、降低了設(shè)備費(fèi)用,同時(shí)能顯著地提高傳熱效率,降低能耗,應(yīng)用前景廣闊。
　　 本文對(duì)扭曲管換熱器的數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行了研究,通過(guò)對(duì)比五種湍流模型在圓管及扭曲橢圓管管內(nèi)傳熱與流動(dòng)計(jì)算中的精度,發(fā)現(xiàn)SSTκ-ω模型的結(jié)果為精確。對(duì)壁面函數(shù)網(wǎng)格適應(yīng)性的對(duì)比發(fā)現(xiàn)尺度化壁面函數(shù)較好,針對(duì)扭曲管換熱器近壁面網(wǎng)格尺寸難以控制提出計(jì)算時(shí)采用尺度化壁面函數(shù)。<

2、br>　　 本文對(duì)扭曲橢圓管和扭曲三葉管管內(nèi)傳熱與流動(dòng)進(jìn)行了研究,考察了截面特性、導(dǎo)程、Pr數(shù)和雷諾數(shù)的影響。結(jié)果表明:在所研究的范圍內(nèi),隨著截面壓縮程度的增加(對(duì)于扭曲橢圓管是B/A逐漸減小,對(duì)于扭曲三葉管是D1和dt的減小)以及導(dǎo)程的減小,扭曲管努賽爾數(shù)和阻力系數(shù)逐漸增大,綜合性能升高,在所研究的對(duì)象范圍內(nèi),截面為28×9.6,導(dǎo)程為150mm的扭曲橢圓管和截面為10×5,導(dǎo)程為100 mm的扭曲三葉管的綜合性能是最好的;Pr數(shù)對(duì)

3、扭曲橢圓管和扭曲三葉管的努賽爾數(shù)影響較大而對(duì)阻力系數(shù)基本沒(méi)有影響,在Pr<100時(shí),隨著Pr數(shù)的增大扭曲橢圓管和扭曲三葉管的努賽爾數(shù)增長(zhǎng)較快,綜合性能提升很明顯,之后趨于平緩;隨著雷諾數(shù)的增大,努賽爾數(shù)呈遞增趨勢(shì),阻力系數(shù)降低。綜合性能先增大后逐漸減小,在Re=1000～2000左右達(dá)到最高。
　　 本文根據(jù)Re=2000～20000范圍內(nèi)扭曲橢圓管計(jì)算所得到的104組數(shù)據(jù)和扭曲三葉管計(jì)算所得到的88組數(shù)據(jù),通過(guò)多元線性回歸得到

4、了對(duì)應(yīng)扭曲管的傳熱和流阻關(guān)聯(lián)式。
　　 扭曲橢圓管管內(nèi)傳熱與流阻的無(wú)因次關(guān)聯(lián)式為:Nu=1.6499Re0.7580Pr0.3785(A/B)0.2971(S/de)-0.1987f=2.1557Re-0.4047(A/B)0.3224(S/de)-0.2213扭曲三葉管管內(nèi)傳熱與流阻的無(wú)因次關(guān)聯(lián)式為:Nu=2.1210Re0-7429Pr0.3852(D1/d)-0.4261(S/de)-0.2184f=2.1472Re-0.