本文關(guān)鍵詞：影響叉排圓管X型圓弧開縫翅片流動(dòng)與傳熱特性參數(shù)分析

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【摘要】：管翅式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊、加工方便,被廣泛的應(yīng)用到化工、制冷、空調(diào)、機(jī)車換熱等領(lǐng)域。由于大部分管翅式換熱器的管外介質(zhì)為空氣,所以翅片側(cè)換熱系數(shù)低,熱阻大,因而極大的增加了換熱器的運(yùn)行能耗。強(qiáng)化傳熱技術(shù)的發(fā)展不僅可以提高能源利用率,而且節(jié)約成本,達(dá)到節(jié)能減排的效果。強(qiáng)化傳熱技術(shù)采用各種類型的翅片,包括百葉窗翅片、X型開縫翅片、間斷環(huán)面槽翅片等。其中間斷環(huán)面槽有利于減小流動(dòng)阻力,同時(shí)環(huán)面可以改善圓管背風(fēng)側(cè)的傳熱特性,而X型開縫翅片可以使流動(dòng)流動(dòng)邊界層間斷發(fā)展,同時(shí)形成間斷發(fā)展的熱邊界層來強(qiáng)化傳熱。結(jié)合間斷環(huán)面槽和X型開縫翅片的各自優(yōu)點(diǎn),有人設(shè)計(jì)出X型圓弧開縫翅片。但現(xiàn)有的研究鮮見對(duì)叉排圓管X型圓弧開縫翅片進(jìn)行幾何參數(shù)的分析。本文用數(shù)值方法對(duì)影響叉排圓管X型圓弧開縫翅片流動(dòng)與傳熱特性參數(shù)進(jìn)行分析,以便對(duì)X型圓弧開縫翅片的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。論文選取了一個(gè)合理的傳熱單元作為計(jì)算區(qū)域,對(duì)計(jì)算區(qū)域作合理的網(wǎng)格劃分。為了確保數(shù)值結(jié)果的可信性,需要將數(shù)值計(jì)算得到的努塞爾數(shù)和阻力系數(shù)與實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,同時(shí)為了保證所用網(wǎng)格數(shù)目對(duì)數(shù)值結(jié)果影響較小,對(duì)所使用的網(wǎng)格數(shù)目進(jìn)行了考核。論文對(duì)比了X型圓弧開縫翅片與平直翅片的各種性能,主要包括通道內(nèi)橫截面的速度場(chǎng)、流場(chǎng)和溫度場(chǎng),努塞爾數(shù)Nu和阻力系數(shù)f隨Re數(shù)的變化趨勢(shì)。其次論文通過改變翅片幾何參數(shù),如開縫翅片開縫的高度H,開縫的寬度W,翅片間距T_p,分析各參數(shù)對(duì)翅片通道內(nèi)流體流動(dòng)與傳熱特性的影響,尋求影響翅片傳熱與阻力特性的機(jī)理。研究結(jié)果表明,開縫翅片開縫的高度H,翅片間距T_p均對(duì)努塞爾數(shù)和阻力系數(shù)的影響較大,而開縫的寬度W,則對(duì)其影響最小。通過對(duì)比X型圓弧開縫翅片與平直翅片的速度場(chǎng)和流場(chǎng)發(fā)現(xiàn),二次流不是影響強(qiáng)化傳熱的主要因素。而通過對(duì)比X型圓弧開縫翅片與平直翅片的表面局部努塞爾數(shù)發(fā)現(xiàn),X型圓弧開縫翅片局部傳熱特性明顯高于平直翅片,主要原因是X型圓弧開縫翅片通過間斷流體流動(dòng)及熱邊界層的發(fā)展,達(dá)到強(qiáng)化傳熱的目的。在三種評(píng)判準(zhǔn)則:等流量條件下、等壓降條件下、等泵功率條件,X型圓弧開縫翅片均比平直翅片有較好的整體傳熱特性。
【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】：2016
【分類號(hào)】：TK124

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1250020