中空交错扭带强化传热管特性研究 雷勇刚.doc

中空交错扭带强化传热管特性研究 雷勇刚.doc

  1. 1、本文档共8页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
中空交错扭带强化传热管特性研究 雷勇刚

中国工程热物理学会 传热传质学 学术会议论文 编号: 中空交错扭带强化传热管特性研究 雷勇刚,,() (Tel: 0-7666508, Email: yongganglei@) 摘要:通过三维数值模拟,对的流动传热特性进行了研究。结果表明:强化了;在本文研究的Re数范围内,,了% ~ 76.2%,阻力增大了% ~ 443.8%,与传统纽带管相比,中空交错扭带管换热增强了3.1% ~ 46.8%,而其阻力降低了8.0% ~ 16.1%;在Re较小时Re数时具有的换热和阻力综合性能。 关键词:;;数值模拟0 前言暖通空调、石油化工等行业。随着节能要求的不断提高,寻求阻力尽量低的结构形式的研究势在必行。近来,成为国内外学者研究的热点,通过三维数值模拟,的传热阻力特性进行研究,深入分析其降阻和传热强化机理。 1 物理模型 中空交错扭带如图1所示,其扭曲比为扭带扭转180°沿轴向的长度与管子内径之比。本文计算的中空交错扭带强化传热管管径为19mm,扭曲比为2,相邻两周期交错角度为30度,扭带中孔直径为12mm,间距为19mm。为了进行性能比较,本文同时对具有相同管径,相同扭曲比的传统扭带管进行了数值计算,其结构如图2所示。 图1 图2 流动和传热的计算方法 2.1 控制方程和边界条件 本文计算Re范围为~ 20000(相应入口流速为0. m/s ~ 1.006m/s),流动为三维稳态常物性问题通过修正湍动粘度,考虑了平均流动中的旋转及旋流流动情况,使得该模型比标准模型对瞬变流和流线弯曲影响具有更好的预报能力,因此,本文对中空交错扭带管的数值计算采RNG 湍流计算模型,其控制方程为[11]: 连续性方程   (1) 动量方程      (2) 能量方程       (3) 方程     (4) 方程     (5) 其中: , ,, ,。    ,传热管进口温度。 2.2 数值方法 由于结构形式的复杂性,区域采用非结构化网格,并且和处的网格加密,以提高数值计算精度和准确捕捉复杂的流动结构。在数值计算中,首先进行网格独立性考核,对套不同的网格(网格数分别为,,13 865,)进行计算,考虑到计算精度和计算速度要求,以第套网格作为所有数值计算网格网格如图3所示。为了实现处流体和固体的耦合计算,计算中直接将定义为固体区,在该区速度值为0,通过求解导热方程以考虑的温度分布,从而有效解决的导热问题。10-5;能量方程中变量的相对残差小于10-8。 图3 网格分布3 数值计算有效性验证 为了验证计算的可靠性,% 范围之内;阻力系数与Blasius公式的偏差在±8.6%范围之内。数值计算结果与实验吻合较好,充分说明了本文数值模拟的有效性和可靠性。 (6) Blasius公式: (7) (a) 努塞尔数比较 (b) 阻力系数比较 图4 计算结果与比较 4 计算结果与分析 本文Re、、阻力系数f分别定义为: , () 其中,为;为;为。 4.1 流动结构分析 该流动结减薄了的流体边界层。图5 4.2 换特性图随Re数变化曲线图。%之内。由图可见,在相同的数下,无论是,换热显著增强。在本文计算Re数范围内,,换热增强了3% ~ 69.3 %,换热增强了% ~ 76.2%,且换热增强的比例随着Re数34.1% ~ 46.8%。 图随Re数变化曲线图 图随Re数变化曲线图4.2 阻力特性图随Re数变化曲线图。%之内。由图可见,阻力系数均高于。阻力系数阻力的变化主要来自于两个方面:一方面,导致了空气阻力增加;另一方面,由于,从而减小了的形体阻力。在本文计算Re数范围内,,了% ~ 490.9%,了% ~ 443.8%;中空交错扭带管的阻力系数比传统扭带管降低了8.0% ~ 16.1%。 图8 阻力系数随Re数变化曲线图图 阻力系数

文档评论(0)

153****9595 + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档