SMV型靜態(tài)混合器的流動與強(qiáng)化傳熱特性的研究.pdf

1、管內(nèi)外熱量交換是石油、化工、食品等工業(yè)的許多工藝過程中都廣泛存在的現(xiàn)象。在對管內(nèi)強(qiáng)化傳熱研究的過程中，人們提出了無源強(qiáng)化傳熱技術(shù)（Passive Technology簡稱PT），而采用靜態(tài)混合器是有效的強(qiáng)化措施之一。 靜態(tài)混合器是一種沒有運(yùn)動部件的高效混合設(shè)備，SMV型靜態(tài)混合器通過固定在流體通道內(nèi)的SMV型混合元件——一種波紋板組合，使流體微團(tuán)產(chǎn)生各種運(yùn)動，達(dá)到良好分散和充分混合的目的。鑒于此，SMV型靜態(tài)混合器如同其它類型靜

2、態(tài)混合器一樣被移植到了強(qiáng)化傳熱領(lǐng)域，成為PT技術(shù)的一種。本文從理論分析、數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)測試等多方面研究了SMV型靜態(tài)混合器的流動與傳熱特性。 本文系統(tǒng)、詳細(xì)地分析了SMV型靜態(tài)混合器對流體的作用：剪切、分流、合流及旋轉(zhuǎn)等，并認(rèn)識了其中簡單的周期性規(guī)律。SMV型靜態(tài)混合器內(nèi)流體以一定流速沖刷管壁，使管壁流體不斷完全更新，從而阻止了流動與傳熱邊界層的形成，這一特點(diǎn)與直圓管內(nèi)入口段的流動與傳熱具有相似性。應(yīng)用已有的直圓管內(nèi)入口段的對流

3、換熱理論建立SMV型靜態(tài)混合器內(nèi)的傳熱模型，并求解得到了傳熱特性方程。 數(shù)值模擬SMV型靜態(tài)混合器內(nèi)流動、計算傳熱系數(shù)是本文的重點(diǎn)，本文給出了詳細(xì)的計算策略及重要步驟。數(shù)值方法的引入幫助我們首次認(rèn)識了SMV型靜態(tài)混合器內(nèi)細(xì)微的流場結(jié)構(gòu),不僅證實(shí)了混合元件對流體的諸多作用，更直觀的發(fā)現(xiàn)了交叉流的存在。根據(jù)模擬結(jié)果，本文從數(shù)值途徑得到了SMV型靜態(tài)混合器的壓力降及傳熱特性方程。這些結(jié)論的得到，為進(jìn)一步從數(shù)值角度研究SMV型靜態(tài)混合器