管內(nèi)流體脈動條件下波紋管傳熱和阻力特性研究.pdf

1、自上世紀(jì)七十年代初期石油危機爆發(fā)以來,能源緊張的狀況日趨嚴(yán)重,為了緩解能源的緊張狀況,最大限度地利用熱能和回收余熱,對換熱設(shè)備進行強化傳熱一直是國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點。波紋管和脈動流作為兩種不同的強化傳熱方法一直以來都被單獨研究,對它們同時進行研究的成果還比較少。本文通過數(shù)值模擬和實驗研究兩種方法研究管內(nèi)脈動流體對波紋管傳熱和阻力特性的影響,探討波紋管和脈動流同時使用時實現(xiàn)復(fù)合強化傳熱的可能性。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、旁跀?shù)值模擬

2、部分,利用Fluent軟件,模擬了恒壁溫條件下波紋管在管內(nèi)流體入口平均流速為0.03~0.05m/s(層流)和1~2m/s(湍流)、脈動頻率2~10Hz、脈動振幅0.2~1的脈動流條件下的傳熱和阻力特性,討論了脈動頻率和脈動振幅對傳熱和沿程阻力的影響,并從波紋管波節(jié)內(nèi)的流場在不同時刻的變化角度分析了脈動流能強化傳熱的原因。
　　⑵針對數(shù)值模擬的結(jié)果,通過性能評價準(zhǔn)則數(shù)(Kp/Ks)3.5-(Δpp/Δps)衡量了管內(nèi)流體脈動對波紋

3、管傳熱和阻力特性的綜合影響。結(jié)果表明:
　　層流狀態(tài)時,較低脈動頻率和較高脈動振幅的脈動流能強化波紋管的傳熱,同時使沿程阻力增大,但其對傳熱的強化效果比沿程阻力的增大更加明顯,使得波紋管具有較好的綜合性能。脈動頻率為2Hz、脈動振幅為1時,波紋管的綜合性能最好。波紋管和脈動流同時應(yīng)用可以實現(xiàn)復(fù)合強化傳熱效果。
　?、峭牧鳡顟B(tài)時,脈動流并不能使波紋管具有較好的綜合性能,甚至?xí)蛊鋹夯?這主要是由于湍流條件下傳熱已經(jīng)較充分,脈動