環(huán)形內(nèi)肋管內(nèi)流動與傳熱問題的數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、換熱器是電力、石油、化工、冶金和機械等行業(yè)中普遍采用的換熱設備,它不僅是保證工程設備正常運轉(zhuǎn)的不可缺少的部件,而且在金屬消耗、動力消耗和投資方面也占有較大的比例.在諸多類型的換熱器中,管殼式換熱器是應用最為普遍的一種,如化工廠中的加熱器、冷卻器,電廠中的冷凝器、冷油器和回熱加熱器等.為了提高換熱器的效率、減少能源的消耗、國內(nèi)外在強化換熱管的傳熱,以及新型高效、結(jié)構緊湊的換熱器的研制方面開展了大量的研究工作,出現(xiàn)了多種強化傳熱的換熱元件.

2、內(nèi)肋管就是其中之一,其優(yōu)越性已經(jīng)在生產(chǎn)實際中得以體現(xiàn).該文介紹并研究了一種效率較高的內(nèi)肋管一環(huán)形內(nèi)肋管.強化換熱的研究有實驗和數(shù)值模擬兩種方法.實驗方法可以獲得比較符合實際情況的數(shù)據(jù),但其耗費的成本較大;而數(shù)值模擬較為方便、經(jīng)濟,可以為理論分析提供一定的參考.該文采用了實驗和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對環(huán)形內(nèi)肋管強化換熱進行了研究,并通過實驗研究對數(shù)值模擬結(jié)果進行了驗證.該文通過實驗研究,分析了內(nèi)肋肋徑、內(nèi)肋節(jié)距對換熱系數(shù)和換熱熱阻的影響.另

3、一方面采用數(shù)值模擬中的有限元分析方法,對環(huán)形內(nèi)肋管內(nèi)的流場和溫度場進行了模擬,對在不同流速下,內(nèi)肋肋徑和內(nèi)肋節(jié)距變化對換熱系數(shù)和換熱熱阻的影響進行了探討和研究,并與其它換熱元件的強化方法進行了對比,分析了環(huán)形內(nèi)肋管的優(yōu)勢和特點.實驗研究和數(shù)值模擬結(jié)果表明,在一定流速下,適當?shù)沫h(huán)形內(nèi)肋管的肋徑和節(jié)距是強化換熱的關鍵.采用較大的肋徑和較小的節(jié)距均可使換熱系數(shù)提高,但同時卻均使換熱熱阻增大.因此在進行換熱器設計時,必須從增強換熱和盡可能減少流