內(nèi)展翅片管換熱器換熱特性的數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，人類對(duì)能源的需求量也越來越大，節(jié)能降耗越來越受到人們的重視。換熱器在制冷、石油、化工等領(lǐng)域占有很大的比重，同時(shí)換熱器強(qiáng)化傳熱技術(shù)也得到了較大的發(fā)展。內(nèi)展翅片管換熱器具有節(jié)能率高、體積小、使用成本低等優(yōu)點(diǎn)。
　　 本文以普通光管和四種不同波紋數(shù)的內(nèi)展翅片管作為研究對(duì)象，對(duì)介質(zhì)為空氣的兩種換熱管內(nèi)不同流速情況下的對(duì)流換熱問題進(jìn)行理論分析，并建立了數(shù)理模型。運(yùn)用FLUENT有限容積分析軟件進(jìn)

2、行了三維數(shù)值模擬。根據(jù)研究對(duì)象的具體特點(diǎn)，分別采用層流、標(biāo)準(zhǔn)ε?k湍流模型和可實(shí)現(xiàn)k－ε湍流模型進(jìn)行計(jì)算。 針對(duì)不同流速采用不同的層流和湍流模型，模擬出四種不同波紋數(shù)的內(nèi)展翅片管內(nèi)流體的流場(chǎng)分布，得到內(nèi)展翅片管的強(qiáng)化傳熱機(jī)理。重點(diǎn)分析不同流速對(duì)不同波紋數(shù)的內(nèi)展翅片管流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的影響，并與光管的換熱特性進(jìn)行對(duì)比，得出：在不同雷諾數(shù)條件下，內(nèi)展翅片管和光管中的流體（空氣）出口溫度、壁面換熱量、壁面努塞爾數(shù)、進(jìn)出口壓差和阻力系數(shù)變化曲線，證

3、明了內(nèi)展翅片管有較強(qiáng)的換熱效果。
　　 應(yīng)用Webb熱力性能指標(biāo)，對(duì)內(nèi)展翅片管和光管的綜合換熱性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出結(jié)論：在相同泵功和換熱面積的條件下，在數(shù)值模擬的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，Ⅰ～Ⅳ號(hào)內(nèi)展翅片管的換熱量分別為光管的1.55～3.57倍、2.78～4.43倍、3.23～5.25倍、3.51～5.68倍，隨著雷諾數(shù)的增加，內(nèi)展翅片管強(qiáng)化換熱效果逐漸減弱。 將Ⅳ號(hào)內(nèi)展翅片管的數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，表明數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較