波節(jié)管換熱器傳熱與流阻性能研究.pdf

1、波節(jié)管是強(qiáng)化傳熱的關(guān)鍵元件，流體在波節(jié)管內(nèi)的流動與傳熱可以分為兩部分來分析，即第一部分在光管段內(nèi)，其流體呈等直徑流束形式；第二部分在弧形管段內(nèi)，流體在弧形管段的進(jìn)口處產(chǎn)生噴射效應(yīng)，在出口處產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)，這兩種效應(yīng)的綜合作用的結(jié)果，使管內(nèi)產(chǎn)生無數(shù)細(xì)小的漩渦和橫向流，對流體層流邊界層和污垢層的形成產(chǎn)生很強(qiáng)的破壞作用，使弧形管段內(nèi)的傳熱系數(shù)極大地提高。盡管前人對波節(jié)管換熱器的研究較多，但缺乏工程實(shí)用的計算方法，研究波節(jié)管換熱器的傳熱與流阻性能

2、對于其工程應(yīng)用具有重要意義。 本文對三種不同幾何尺寸波節(jié)管和光管的傳熱和阻力特性進(jìn)行了試驗(yàn)，研究了波節(jié)管波距和波深變化對換熱器傳熱能力的影響。用數(shù)值方法分析了波節(jié)管模型，研究了在進(jìn)入周期性充分發(fā)展階段以后，波節(jié)管內(nèi)流體速度和溫度分布規(guī)律。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定了較好的波距與波深方案，擬合出了波節(jié)管內(nèi)傳熱準(zhǔn)則關(guān)系式和阻力準(zhǔn)則關(guān)系式。 本文試驗(yàn)結(jié)果表明：傳熱與流阻綜合性能較好的為 1<'＃>波節(jié)管，此時波距為 21mm、波長為

3、13mm、波深為 25mm。與光管相比，在管程雷諾數(shù)Re<,i>，為87000～600000時，管程努塞爾數(shù)Nu<,i>提高了1.57～4.09 倍，總傳熱系數(shù)K提高了 2.76～4.76 倍，熱流密度q提高了 2.50～3.93 倍，對數(shù)平均溫差△t<,m>提高了1.04～1.14 倍，管程阻力系數(shù)ξ<,i>提高了 1.15～1.32倍，綜合性能指標(biāo)Nu<,i>/ξ<,i><'0.29>提高了 2.51～3.22 倍。本文研究結(jié)果對于