本文關(guān)鍵詞：扁管蛇形間斷波紋連續(xù)翅片側(cè)流動(dòng)與傳熱特性的數(shù)值研究

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【摘要】：隨著科技不斷發(fā)展,經(jīng)濟(jì)社會(huì)各方面也快速發(fā)展,特別是工業(yè)生產(chǎn)布局?jǐn)U大、規(guī)模成型等因素影響,使得工業(yè)用水、人們生活用水量都在增大。我國(guó)電站的發(fā)電機(jī)組以燃煤為主,而這些機(jī)組又需要大量的水,但現(xiàn)實(shí)情況是我國(guó)水資源比較貧乏,電力工業(yè)發(fā)展速度快,建設(shè)規(guī)模也逐年增大,這就要求必須找到既能滿足電力發(fā)展要求又能節(jié)約水資源的方法。從上世紀(jì)30年代末開始電力工業(yè)就利用空氣作為一次冷卻介質(zhì),雖然空氣冷卻能力比水小得多,但它更廉價(jià)而且可隨時(shí)取用,隨后這種冷卻方式得到了快速發(fā)展,這就是直接空冷技術(shù)。直接空冷技術(shù)是一種經(jīng)濟(jì)、節(jié)水、環(huán)保、換熱性能好的冷卻技術(shù),近年在電站的空冷系統(tǒng)中有較多使用�？绽湎到y(tǒng)中空冷凝汽器冷卻性能的好壞主要在于翅片的表面換熱強(qiáng)弱。在電廠里單排扁管波形翅片熱交換器應(yīng)用較廣泛,相比于橢圓管矩形翅片熱交換器,其換熱能力有很大的提高。對(duì)直接空冷系統(tǒng)中蛇形扁管間斷波紋連續(xù)翅片翅側(cè)流動(dòng)和傳熱特性的研究進(jìn)行了詳細(xì)的模擬。本文針對(duì)電站常用的單排扁管波形翅片結(jié)構(gòu),建立了數(shù)學(xué)物理模型,采用數(shù)值的方法研究波形翅片熱交換器翅片側(cè)的流動(dòng)和傳熱特性,把數(shù)值結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,驗(yàn)證數(shù)值結(jié)果的可靠性。數(shù)值模擬了間斷波紋連續(xù)翅片側(cè)各種幾何尺寸結(jié)構(gòu),包括翅片間距、翅片波形間距、翅片波形高度等幾何尺寸。同時(shí),研究了雷諾數(shù)、翅片間距、翅片波形間距、翅片波形高度等幾何參數(shù)對(duì)間斷波形連續(xù)翅片側(cè)流動(dòng)和換熱的影響。分別分析了波形通道的努塞爾數(shù)和阻力系數(shù)特性,通過多元線性回歸方法擬合了努塞爾數(shù)、阻力系數(shù)與各幾何參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)式。研究結(jié)果表明間斷波紋連續(xù)翅片比平直連續(xù)翅片能顯著提高換熱能力,間斷波紋連續(xù)翅片翅側(cè)通道能產(chǎn)生縱向渦和橫向渦,縱向渦和橫向渦能強(qiáng)化傳熱。當(dāng)流體流過波紋通道時(shí),流體的流動(dòng)方向改變,增加了流體的擾動(dòng),所以翅片側(cè)的流動(dòng)和換熱能力提高。Num,Seml和Sems隨著翅片間距的增大而增大。Num和Sems隨著波形間距的增大而增大,Seml隨著波形間距的增大而減小。Num和Seml隨著波形高度增大而增大,Sems隨著波形高度的增大而下降。通過換熱因子JF的求解得到了扁管翅片的最佳翅片間距、最佳波紋間距、最佳波紋高度。在本文條件下,由換熱因子JF有,最佳翅片間距為3.0 mm,最佳的波紋間距為9.5 mm,最佳的波紋高度為2.3 mm。對(duì)換熱器翅片側(cè)性能的研究,擬合得到了包含所有設(shè)計(jì)的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)的線性擬合方程,在間斷波形連續(xù)翅片設(shè)計(jì)過程中可以參考應(yīng)用,這些幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)可以為單排扁管間斷波紋連續(xù)翅片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用提供依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK124

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