流體脈動強化對流換熱的數(shù)值模擬.pdf

1、由于科技的發(fā)展和能源的短缺，強化換熱技術受到越來越多人的重視，而利用流體脈動強化傳熱的方法由于有著獨特的優(yōu)點，受到越來越多人的注意。國內(nèi)外很多文獻通過實驗和數(shù)值計算的方法證明了脈動流體能夠?qū)崿F(xiàn)強化換熱。 本文運用FLUENT6.0軟件，數(shù)值模擬了管內(nèi)層流和湍流狀態(tài)的流體在恒壁溫的情況下，當流動入口速度為周期性變化時的流動與換熱情況。分析了不同工質(zhì)、不同的脈動頻率和振幅對流動與換熱的影響，并通過對截面上的速度分布進行了分析，以解釋

2、各種現(xiàn)象形成的機理，以期為實驗和實際應用提供一定的指導。主要得出以下結論： 1、脈動對換熱的影響: 在湍流情況下：換熱強化比隨頻率的增大先是逐漸增大，然后逐漸降低，最后趨近于某一漸進值；隨著無因次振幅的增大逐漸增大；對于不同工質(zhì)，頻率對換熱效果的影響趨勢基本相同，但是對應的最佳頻率不同，并且最后的漸進值也不同。 在層流情況下，隨頻率的增大逐漸增大，值得注意的是在頻率較低時會有弱化換熱的情況；隨著無因次振幅的增大

3、先是逐漸下降然后逐漸增大，在無因次振幅較低時，會弱化換熱；對于不同工質(zhì)，頻率對換熱效果的影響趨勢基本相同，但是強化換熱對應的頻率范圍不同，并且強化的效果也不同。 2、脈動對流動的影響： 在湍流情況下，沿程阻力系數(shù)增加比隨著頻率的增大先是迅速增大，然后逐漸降低，最后逐漸升高趨近于某一漸進值；隨著無因次振幅的增大先是逐漸下降，然后逐漸增大,當無因次振幅較低時，沿程阻力系數(shù)會低于無脈動時的沿程阻力系數(shù)，當無因次振幅較高時，沿

4、程阻力系數(shù)高于無脈動時的沿程阻力系數(shù)；對于不同工質(zhì)，頻率對沿程阻力系數(shù)的影響趨勢基本相同，但所對應的頻率不同，并且最后的漸進值也不同。 在層流情況下，隨著頻率的增大逐漸速增大；隨著無因次振幅的增大先是逐漸增大，然后逐漸下降，最后又逐漸增大；對于不同工質(zhì)，頻率對沿程阻力系數(shù)的影響趨勢基本相同，但是所對應的頻率不同。 3、脈動對換熱器的性能指標的影響： 在湍流情況下，換熱器的性能指標E隨著頻率的增大先是逐漸降低，

5、然后逐漸增大，再逐漸降低，并且存在一定的頻率范圍，使得；隨著無因次振幅的增大逐漸增大,然后逐漸降低；對于不同工質(zhì)，頻率對性能指標E的影響趨勢基本相同，但是所對應的頻率不同。 在層流情況下，對于不同工質(zhì)，頻率對性能指標E的影響趨勢不同，對于液態(tài)氨，并且隨著頻率的增大逐漸下降，而對于水，E隨頻率的增大先是逐漸增大，然后逐漸降低，并且存在一定的頻率范圍，使得。對于工質(zhì)和頻率確定時，E隨著無因次振幅的增大先是逐漸增大，然后逐漸降低。