一種矩形通道內(nèi)縱向渦強(qiáng)化傳熱元件設(shè)計研究.pdf

1、本文在縱向渦強(qiáng)化傳熱機(jī)理基礎(chǔ)之上設(shè)計改進(jìn)提出了一種新型的可以產(chǎn)生縱向渦的螺旋肋，并通過數(shù)值計算的方法分析了單螺旋肋的強(qiáng)化傳熱性能，與單直肋和光滑通道作比較，得出單螺旋肋的壓力降比單直肋高21％-24%的同時也帶來了22%-31%的換熱系數(shù)的提高，隨后從溫度場、壓力場、速度場闡釋其縱向渦強(qiáng)化傳熱內(nèi)在機(jī)理。
　　確定設(shè)計提出的螺旋肋具有較好的強(qiáng)化傳熱性能后，提出在矩形通道內(nèi)上下兩壁面該元件的同向、叉向、叉向前后錯列三種排列方式，并在一

2、系列雷諾數(shù)下計算分析了排列方式對傳熱和流動的影響，以同功耗強(qiáng)化傳熱指標(biāo)作為衡量，叉向前后錯列排列方式的性能指標(biāo)比其他兩種高出18%-27.5%，故確定為最佳排列方式，并命名為十字螺旋肋。
　　在確定十字螺旋肋單元形式后，建立了入口段矩形通道單元的模型，分析雷諾數(shù)的變化對該換熱通道的阻力損失和換熱系數(shù)的影響，從溫度場、壓力場、速度場角度來分析強(qiáng)化傳熱內(nèi)在機(jī)理，并研究了沖角β的變化對流動和換熱的影響。與傳統(tǒng)不連續(xù)十字交叉肋相比，十字螺

3、旋肋在所研究雷諾數(shù)范圍內(nèi)壓力損失增加12%-29%，努賽爾數(shù)增加16%-73%的結(jié)果；在此基礎(chǔ)又建立了安裝有10對十字螺旋肋元件的長矩形通道模型，分析了普朗特數(shù)和雷諾數(shù)對該矩形通道的流動和換熱的影響，壓力損失增長9.18%-33.6%，努賽爾數(shù)增加7.1%左右。
　　確定十字螺旋肋的流動與換熱規(guī)律后，本文又進(jìn)一步對該元件的幾何參數(shù)肋高a、肋寬b、肋長c、旋轉(zhuǎn)升角α和布置個數(shù)n進(jìn)行了探討，建立了a=1-5mm、b=5/3-25/3m