旋流片强化传热的数值模拟和场协同分析-化工学报.PDF

第 卷 第 期 化 工 学 报 ５８ １０ Ｖｏｌ．５８ Ｎｏ．１０ 　 　 　 　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　　 　 年 月 （ ） ２００７ １０ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒ ａｎｄ Ｅｎｉｎｅｅｒｉｎ Ｃｈｉｎａ Ｏｃｔｏｂｅｒ ２００７ 　 　 　 　 　 　 ｙ　 　 ｇ ｇ　 　 　　 　 檭 殐檭檭檭檭檭殐 檭 研究论文檭 旋流片强化传热的数值模拟和场协同分析 殐 殐 檭 檭檭檭檭檭 周水洪，邓先和，何兆红，李志武 （华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室，广东 广州 ５１０６４１） 摘要：基于壳程周期性单元流道模型，采用数值模拟方法分析了一种新型的传热强化元件———旋流片作为管间 支撑物的湍流流动与传热特性。数值模拟采用重整化 （ ） 双方程湍流模型， 算法进行压力和 ＲＮＧ  ＳＩＭＰＬＥＣ κε 速度的耦合，壁面处理采用强化壁面处理法。分析了单元流道横截面流场和湍流强度的周期性变化，以及截面 上流场和温度场的协同关系。比较了截面平均 Ｎｕｓｓｅｌｔ数和平均协同角的对应变化趋势。结果表明，旋流片使流 体在管束间做三维螺旋运动，破坏了流体流动的连续性和稳定性，增强湍流强度从而强化传热，同时改变了管 束间流体的速度场与温度场分布，旋流片强化传热的根本机理是改善了两场的协同关系。 关键词：旋流片；强化传热；数值模拟；场协同原理 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： （ ） ＴＫ１７２ Ａ ０４３８－１１５７ ２００７ １０－２４３７－０７ 　　　　　　 犖狌犿犲狉犻犮犪犾狊犻犿狌犾犪狋犻狅狀犪狀犱犪狀犪犾狊犻狊狑犻狋犺犳犻犲犾犱狊狀犲狉 狅犳犺犲犪狋狋狉犪狀狊犳犲狉 狔 狔 犵狔 犲狀犺犪狀犮犲犿犲狀狋犫 狋狑犻狊狋犲犱犾犲犪犳狊狌 狅狉狋狊 狔 狆狆 ， ， ， 犣犎犗犝犛犺狌犻犺狅狀 犇犈犖犌犡犻犪狀犺犲 犎犈犣犺犪狅犺狅狀 犔犐犣犺犻狑狌 犵 犵 （ ， ， 犓犲犔犪犫狅狉犪狋狅狉 狅 犈狀犺犪狀犮犲犱犎犲犪狋犜狉犪狀狊犲狉＆犈狀犲狉 犆狅狀狊犲狉狏犪狋犻狅狀 犕犻狀犻狊狋狉 狅 犈犱狌犮犪狋犻狅狀 狔 狔 犳 犳 犵狔 狔 犳 ，