基于流型構造的換熱強化.pdf

1、能源是現(xiàn)代社會的重要物質基礎，提高換熱設備性能對能源高效利用有重要意義。流型優(yōu)化是提高系統(tǒng)傳熱效率的一種行之有效的方法。本課題研究目的在于研究通過改進矩形通道和管殼式換熱器的內(nèi)件結構，來優(yōu)化其內(nèi)流場的流動結構，進而提高系統(tǒng)的綜合性能。
　　本文首先通過換熱實驗和CFD模擬的方法，在Re=150～1200范圍內(nèi)對光滑矩形換熱通道內(nèi)的流動和換熱特性進行研究，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部流場幾乎不存在擾動，壁面與流動主體之間的換熱效率很低。于是，我們在通

2、道內(nèi)布置斜截式半橢圓柱型渦流發(fā)生器，對其流場進行模擬。結果表明，布置有渦流發(fā)生器的換熱通道較光滑通道 Nu增加，壓降增大，并且強化效果隨 Re增大而增強。在渦流發(fā)生器布置處產(chǎn)生了縱向渦，使截面渦量值大幅增加，從而強化了換熱過程。
　　然后，本文對傳統(tǒng)管殼式換熱器內(nèi)的流場進行了三維CFD模擬，結果發(fā)現(xiàn)，換熱器內(nèi)的每塊折流擋板前存在面積很大的死區(qū)，浪費空間，增大了傳熱阻力，降低了傳熱效率。我們以優(yōu)化換熱器的綜合性能為目標，通過改進換熱