管內(nèi)流體脈動(dòng)條件下波紋管傳熱和阻力特性研究.pdf

1、自上世紀(jì)七十年代初期石油危機(jī)爆發(fā)以來(lái),能源緊張的狀況日趨嚴(yán)重,為了緩解能源的緊張狀況,最大限度地利用熱能和回收余熱,對(duì)換熱設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)化傳熱一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。波紋管和脈動(dòng)流作為兩種不同的強(qiáng)化傳熱方法一直以來(lái)都被單獨(dú)研究,對(duì)它們同時(shí)進(jìn)行研究的成果還比較少。本文通過(guò)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究?jī)煞N方法研究管內(nèi)脈動(dòng)流體對(duì)波紋管傳熱和阻力特性的影響,探討波紋管和脈動(dòng)流同時(shí)使用時(shí)實(shí)現(xiàn)復(fù)合強(qiáng)化傳熱的可能性。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、旁跀?shù)值模擬

2、部分,利用Fluent軟件,模擬了恒壁溫條件下波紋管在管內(nèi)流體入口平均流速為0.03~0.05m/s(層流)和1~2m/s(湍流)、脈動(dòng)頻率2~10Hz、脈動(dòng)振幅0.2~1的脈動(dòng)流條件下的傳熱和阻力特性,討論了脈動(dòng)頻率和脈動(dòng)振幅對(duì)傳熱和沿程阻力的影響,并從波紋管波節(jié)內(nèi)的流場(chǎng)在不同時(shí)刻的變化角度分析了脈動(dòng)流能強(qiáng)化傳熱的原因。
　?、漆槍?duì)數(shù)值模擬的結(jié)果,通過(guò)性能評(píng)價(jià)準(zhǔn)則數(shù)(Kp/Ks)3.5-(Δpp/Δps)衡量了管內(nèi)流體脈動(dòng)對(duì)波紋

3、管傳熱和阻力特性的綜合影響。結(jié)果表明:
　　層流狀態(tài)時(shí),較低脈動(dòng)頻率和較高脈動(dòng)振幅的脈動(dòng)流能強(qiáng)化波紋管的傳熱,同時(shí)使沿程阻力增大,但其對(duì)傳熱的強(qiáng)化效果比沿程阻力的增大更加明顯,使得波紋管具有較好的綜合性能。脈動(dòng)頻率為2Hz、脈動(dòng)振幅為1時(shí),波紋管的綜合性能最好。波紋管和脈動(dòng)流同時(shí)應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)復(fù)合強(qiáng)化傳熱效果。
　?、峭牧鳡顟B(tài)時(shí),脈動(dòng)流并不能使波紋管具有較好的綜合性能,甚至?xí)蛊鋹夯?這主要是由于湍流條件下傳熱已經(jīng)較充分,脈動(dòng)