凝汽器強化傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、隨著人類文明的發(fā)展，世界各國對于能源的需求量和消耗量不斷增長，中國作為世界上最大的發(fā)展中國家，龐大的人口基數(shù)和迅猛的經(jīng)濟發(fā)展態(tài)勢都決定了其對能源的高度依賴。然而，上世紀末、本世紀初的粗放式經(jīng)濟發(fā)展在造成大量能源消耗和浪費的同時也帶來了嚴重的環(huán)境污染，國內(nèi)大中城市均不同程度地出現(xiàn)了可入肺顆粒物(PM2.5)超標的情況，中國正面臨著能源與環(huán)境安全的雙重壓力，節(jié)能減排成為解決這一問題的根本出路。換熱器作為工業(yè)上大量使用的熱交換設備，提高其換熱

2、效率，可以有效地實現(xiàn)工業(yè)節(jié)能。
　　 本文對強化傳熱技術的發(fā)展、分類和工業(yè)化應用進行了闡述，并著重針對一種應用于換熱器管程強化傳熱的內(nèi)插件結(jié)構——“潔能芯”組合轉(zhuǎn)子進行了數(shù)值模擬和實驗研究。首先，本文采用有限元軟件FLUENT對裝有轉(zhuǎn)子串的換熱管進行了建模，對于其強化傳熱和流體流動情況進行了數(shù)值模擬研究，將數(shù)值結(jié)果同在強化傳熱綜合實驗臺上得到的結(jié)果進行了對比，確認了模擬方法的準確性，并通過對裝有不同結(jié)構轉(zhuǎn)子換熱管內(nèi)部的速度場云圖

3、、溫度場云圖和湍流強度云圖的定性分析，以及努賽爾數(shù)、阻力系數(shù)和PEC隨雷諾數(shù)變化關系的定量比較，對轉(zhuǎn)子結(jié)構進行了改進和優(yōu)化。接著，在強化傳熱綜合性能實驗臺上，分別對幾種不同結(jié)構的轉(zhuǎn)子分散成短轉(zhuǎn)子串間隔穿裝于換熱管內(nèi)進行了實驗研究，對其在管內(nèi)引起的努賽爾數(shù)和阻力系數(shù)進行了比較，并采用綜合評價指標——PEC對這兩個影響因素同時進行了考慮，確定了適宜于間隔穿裝使用的轉(zhuǎn)子結(jié)構。最后，編寫UDF函數(shù)并導入FLUENT軟件，對轉(zhuǎn)子串安裝于凝汽器中、