渦發(fā)生器強(qiáng)化豎直矩形通道傳熱流動性能數(shù)值研究.pdf

1、本文采用數(shù)值計算的方法，研究設(shè)置在電站系統(tǒng)中空氣流道內(nèi)的集熱面上的渦發(fā)生器對立式太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)非穩(wěn)態(tài)自然對流流動及傳熱的強(qiáng)化作用，并結(jié)合場協(xié)同原理對渦流發(fā)生器強(qiáng)化太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)傳熱的效果進(jìn)行評價，獲得渦發(fā)生器強(qiáng)化太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)中矩形通道內(nèi)空氣與豎直平板的傳熱與流阻的特性關(guān)聯(lián)式，為后期立式太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)的工程設(shè)計提供一定的理論依據(jù)。
　　在系統(tǒng)豎直矩形通道的集熱面上設(shè)置了三角形小翼對及雙斜向內(nèi)肋對兩種渦發(fā)生器，分

2、析了肋對數(shù)、肋傾角、布置方式對系統(tǒng)進(jìn)出口氣流的溫升、速度差的影響，并研究肋形尺寸對系統(tǒng)換熱流阻的影響，獲得在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)渦發(fā)生器強(qiáng)化矩形通道內(nèi)空氣流動及傳熱的特征數(shù)關(guān)聯(lián)式。研究結(jié)果表明:
　　(1)布置渦流發(fā)生器后，系統(tǒng)進(jìn)出口氣流的速度差、溫差大幅增大;隨著肋對數(shù)增加，氣流受到的擾動作用增強(qiáng)，速度與溫度梯度的協(xié)同角減小，但相應(yīng)也使氣流的流動阻力增大，能量損失增大;隨著肋傾角增加，系統(tǒng)的協(xié)同程度不斷提高，進(jìn)出口氣流的溫差升高，肋

3、傾角60°時溫差最大;矩形通道內(nèi)設(shè)置渦發(fā)生器前后的換熱強(qiáng)化比Nu/Nu0、阻力增大比Cf/Cf0均隨著Re的增大而增大;熱力性能系數(shù)隨著雷諾數(shù)的增加呈增大趨勢且所有通道的熱力性能系數(shù)均大于1;
　　(2)利用多元回歸的方法獲得了兩種形式的渦發(fā)生器強(qiáng)化矩形空氣通道的傳熱和流阻特性關(guān)聯(lián)式，結(jié)果表明:渦發(fā)生器的肋長（肋寬）、肋高、及周向肋密度等結(jié)構(gòu)尺寸的增大都能使傳熱效果增強(qiáng)，肋間距的增大致使渦流發(fā)生器對流場的擾動程度降低，對流換熱的效