基于流型構造的換熱強化.pdf

1、能源是現代社會的重要物質基礎，提高換熱設備性能對能源高效利用有重要意義。流型優(yōu)化是提高系統(tǒng)傳熱效率的一種行之有效的方法。本課題研究目的在于研究通過改進矩形通道和管殼式換熱器的內件結構，來優(yōu)化其內流場的流動結構，進而提高系統(tǒng)的綜合性能。
　　本文首先通過換熱實驗和CFD模擬的方法，在Re=150～1200范圍內對光滑矩形換熱通道內的流動和換熱特性進行研究，發(fā)現其內部流場幾乎不存在擾動，壁面與流動主體之間的換熱效率很低。于是，我們在通

2、道內布置斜截式半橢圓柱型渦流發(fā)生器，對其流場進行模擬。結果表明，布置有渦流發(fā)生器的換熱通道較光滑通道 Nu增加，壓降增大，并且強化效果隨 Re增大而增強。在渦流發(fā)生器布置處產生了縱向渦，使截面渦量值大幅增加，從而強化了換熱過程。
　　然后，本文對傳統(tǒng)管殼式換熱器內的流場進行了三維CFD模擬，結果發(fā)現，換熱器內的每塊折流擋板前存在面積很大的死區(qū)，浪費空間，增大了傳熱阻力，降低了傳熱效率。我們以優(yōu)化換熱器的綜合性能為目標，通過改進換熱