异型热管混排和结构优化强化传热数值模拟.pdf

第 4o卷 第6期 石 油 化 工 设 备 Vo1．40 No．6 2011年 11月 PETRO—CHEMICALEQUIPMENT NOV．2011 文章编号 ：1000—7466(2011)060041—03 异型热管混排及结构优化强化传热数值模拟 闫登强，卿德藩，陈艾华，艾青锋 ，唐鹤文 (南华大学 机械工程学院，湖南 衡阳 421001) 摘要：应用FLUENT对异型热管在热管热交换器的强化传热进行 了数值模拟研究。首先研究了 异型热管混排对热管热交换器传热性能的影响。然后应用正交实验 ，以Nu最大为 目标 函数研究 其传热性能，对混排热管在热管热交换器 中的结构进行优化 ，得 出了最优结构形式组合，并用Ta— blecurve拟合 出热管 内部 Nu在热管热交换器位置上变化的精确函数关系式。 关键词：异型热管；强化传热；正交实验；数值模拟；结构优化 中图分类号：TQ051．501；TE965．03 文献标志码 ：A ShapedHeatPipeHeatTransferEnhancementofM ixed UpandOptimizationofNumericalSimulation YANDeng-qiang，QINGDe-fan，CHENAi—hua，AIQing-feng，TANGHe-wen (CollegeofM echanicalEngineering，UniversityofSouthChina，Hengyang42100l，China) Abstract：Thenumericalsimulationofheattransferoftheshapedheatpipeintheheatpipeheat exchangerbyFLUENT．First，itisstudiedtheinfluenceofscramblingforshapedheatpipeson theheattransformationperformanceofpipeheatexchanger．Then，usingtheorthogonaltest，it adoptedtheNumaximum standardnumberasaobjectivefunctiontostudyheattransformation performance，andoptimizedthestructureofthescrambledheatpipein theheatpipeexchanger， and finallygottheoptimalcombinationofstructureandfittedaprecisefunctionofNuvalueof heatinsidechangingatthespotofheatpipeheatexchangerwithTablecurve． Keywords：shapedheatpipe；heattransferenhancement；orthogonalexperimental；numerical simulation；structureoptimization 目前我国能源利用效率低 ，能源利用系统 的技 面，能有效地强化沸腾传热，在试验范围内，沸腾换 术和管理落后 ，很多产品的单位能耗与发达 国家相 热可 比一般热管提高 140A0～250 。夏吉 良将热 比差距很大，如化工、钢铁、发电、建材等行业的主要 管 内壁加工成轴向槽道表面，可以强化蒸发和凝结 工业产品单位能耗高出2O ～80 。随着现代热 换热，明显改善热虹吸管的性能 。槽道表面能使热 管技术的不断发展和推广应用，将热管技术应用于 虹吸管蒸发段传热系数提高 55％，冷凝段传热系数 提取废气余热、减少余热排空成为可能，这对提高热