異型管高效換熱元件傳熱性能研究與實驗設(shè)計.pdf

1、能源緊缺問題是全球各國所面對的最主要的問題之一。我國是能源消費的大國,使能源緊缺問題顯得更加嚴重。因而對換熱設(shè)備在性能、參數(shù)等方面提出了更高標(biāo)準的要求。另一方面,換熱器換熱性能的提高也使得換熱器的結(jié)構(gòu)更加緊湊,占用空間減小,節(jié)約了土地資源。由于換熱設(shè)備最重要的組成部分是換熱元件,因此換熱設(shè)備整體性能提高的主要核心技術(shù)是高效換熱元件的開發(fā)及利用。所以各種高效換熱元件的研發(fā)顯得尤為重要。
　　本文首先在現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上,根據(jù)課題的

2、任務(wù)要求,設(shè)計了一種新型的非對稱式橫槽管高效換熱元件,使用了一種相對科學(xué)的評價準則用來評價該高效換熱元件的綜合傳熱效率?；趉-ε湍流模型,以氦氣作為換熱工質(zhì),對該新型換熱元件在高溫高壓工況下管內(nèi)的流動與傳熱進行了數(shù)值模擬研究。結(jié)果表明非對稱式橫槽管的綜合傳熱效率要優(yōu)于傳統(tǒng)的對稱式橫槽管。
　　隨后,結(jié)合前面的數(shù)值模擬結(jié)果,采用“中心復(fù)合設(shè)計”(CCD)方法對非對稱式橫槽管的三個基本結(jié)構(gòu)參數(shù)(槽間距p、槽寬b、槽深e)進行了優(yōu)化設(shè)

3、計,考察了不同結(jié)構(gòu)對非對稱橫槽管傳熱性能、阻力性能及綜合傳熱性能的影響,最后對其內(nèi)部流動及傳熱機理進行了初步地分析與探討。結(jié)果表明,最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)為p12-b8-e0.6。
　　此外,本文應(yīng)用大渦模擬(LES)對非對稱橫槽管管外的流動與傳熱進行了三維數(shù)值模擬研究,考察了非對稱結(jié)構(gòu)管外的強化傳熱機理,橫向?qū)Ρ确治隽瞬煌凵顓?shù)下橫槽管管外流體的流動和傳熱的變化情況。得出了最佳的槽深參數(shù)為0.6mm,此結(jié)構(gòu)流場的速度場與溫度場協(xié)同性較好