本文關(guān)鍵詞：新型內(nèi)肋強化換熱管綜合換熱性能的數(shù)值研究

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【摘要】：強化換熱技術(shù)對新能源技術(shù)的開發(fā)和節(jié)能降耗具有重大意義�？v向渦強化換熱技術(shù)是無源強化換熱中的一種,在換熱領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)勢�；趫鰠f(xié)同理論和縱向渦強化換熱技術(shù),本文提出了兩種新型的強化換熱管——間斷橫紋內(nèi)肋管和彎曲內(nèi)肋換熱管,并對換熱管單元模型進行了數(shù)值計算,分析了換熱機理和幾何參數(shù)對換熱性能的影響,對比評價了綜合換熱性能,并根據(jù)計算結(jié)果,擬合了Nu和f的關(guān)聯(lián)式。結(jié)果表明:1)間斷橫紋內(nèi)肋管:由于內(nèi)肋的存在,在近壁面區(qū)域能夠有效地誘導(dǎo)產(chǎn)生強烈的沿縱向的螺旋渦流,實現(xiàn)換熱強化;當Re約為500時,近壁面流體已經(jīng)得到了一定程度的湍動,能夠?qū)崿F(xiàn)強化換熱;當Re=4000時,與普通管相比,相對增幅Fc/Fcs可達2.45~3.56,其綜合換熱評價指標可達到2.5。與光滑管相比,對于Re2300,其相對強化換熱性能可以達到光管的2.5~5.5倍,阻力系數(shù)為光管的1.5~3.3倍;當Re2300時,其PEC可以達到2.2~4.1,當Re2300時,其PEC可以達到1.24~2.25。依據(jù)計算結(jié)果,運用多元線性回歸的方法得出了Nu和f的關(guān)聯(lián)式,關(guān)聯(lián)式的應(yīng)用范圍為Re=500~40000,Pr=2~200。2)彎曲內(nèi)肋換熱管:由于彎曲內(nèi)肋的存在,能夠有效地誘導(dǎo)產(chǎn)生強烈的沿縱向的渦流,實現(xiàn)有效的換熱強化;當Re500時,管中流體已經(jīng)呈現(xiàn)出湍流狀態(tài)。與圓管相比,對于Re2300,其相對強化換熱性能因子可以達到表面平滑圓管的2.9~7.0倍,沿程阻力系數(shù)為表面平滑圓管的1.4~3.6倍;當Re2300時,其PEC可以達到2.6~4.6,當Re2300時,其PEC可以達到1.2~2.3。當Re2300時,彎曲內(nèi)肋換熱管的綜合換熱性能要大于間斷橫紋內(nèi)肋管的換熱性能;當Re2300時,間斷橫紋內(nèi)肋管的換熱性能較好。依據(jù)計算結(jié)果,回歸出Nu和f的關(guān)聯(lián)式,關(guān)聯(lián)式的應(yīng)用范圍為Re=500~40000,Pr=2~200。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK172.4

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本文編號：1202395