插入擾流元件換熱器換熱特性數(shù)值模擬研究.pdf

1、近年來由于生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，換熱器強(qiáng)化傳熱技術(shù)已得到較大的發(fā)展，并且廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，研究其性能以便設(shè)計出更新穎的高效換熱器，是高效利用能源及開展節(jié)能減排的有效措施。 本文開發(fā)了一種新型插入擾流元件管式換熱器，并利用Fluent商業(yè)軟件在不同雷諾數(shù)條件下，對九種不同結(jié)構(gòu)尺寸的插入擾流元件換熱管的換熱及流動特性進(jìn)行了三維數(shù)值模擬。 首先，通過模擬和分析流道內(nèi)流體溫度場、壓力場和速度場，得到擾流元件換熱

2、管的強(qiáng)化換熱機(jī)理。通過改變彎曲弧度和列間距設(shè)計了九種不同結(jié)構(gòu)形式的模型，對這九種模型進(jìn)行數(shù)值模擬和數(shù)據(jù)分析，并繪出各種情況時換熱管的參數(shù)曲線圖，從而得出彎曲弧度和列間距對換熱管換熱及流動特性的影響，以及其換熱和流動阻力達(dá)到最佳匹配時擾流元件最佳彎曲弧度和列間距組合。 其次，將擾流元件換熱管和光管在相同條件（雷諾數(shù)Re=391～11720）下的換熱與流動特性進(jìn)行模擬計算，通過對模擬結(jié)果的對比分析，證明了擾流元件換熱管具有較好的強(qiáng)化

3、換熱效果。通過與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比對，得出數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合的結(jié)論，從而驗(yàn)證了數(shù)值模擬的可靠性。 最后，將優(yōu)選出的最佳規(guī)格擾流元件換熱管和波紋管（波長/波高即λ/H=7.0）的換熱與流動特性進(jìn)行了綜合評價與分析，得出：在考慮泵功率消耗的情況下，擾流元件換熱管在雷諾數(shù)Re=1600～4800時的換熱效率比波紋管略高，在雷諾數(shù)Re≤1600和Re≥4800時，與波紋管的換熱效率很接近。但插入擾流元件換熱管在制造工藝上具有加工方