本文關鍵詞： 點坑 換熱器 數值模擬 阻力系數　出處：《湖北工業(yè)大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：換熱扁管是換熱器中最重要的換熱元件,是其換熱的載體。換熱扁管的換熱和流阻性能的優(yōu)良直接決定了換熱器的工作效率。點坑結構是近年來發(fā)展起來的一種新型強化換熱結構,大量的實驗證明了點坑型流道的綜合換熱效果要好于光滑流道。同時,與其他強化換熱技術相比較,它能在增強換熱的同時又不會產生太大的流動阻力,因此在工業(yè)上得到了越來越廣泛的應用。本文建立了點坑扁管的物理模型和數學模型,并根據研究對象的特點和不同的流態(tài),分別選取了RNGκ-ε湍流模型和層流模型,以空氣為介質在不同工況下對多種換熱扁管進行了數值模擬研究。首先針對多種不同幾何結構參數的點坑扁管在高雷諾數工況下進行模擬,細致的分析了不同點坑深度、點坑寬度、點坑間距、流道高度對扁管換熱和流動阻力以及綜合換熱性能的影響和變化規(guī)律,還得到了不同工況下扁管換熱和流阻達到最佳匹配時的結構參數,并探討了點坑扁管的強化換熱機理。研究認為,一方面,由于點坑的存在有效的增加了換熱面積,使得換熱增強。另一方面,點坑破壞了流體的邊界層,導致了渦旋的產生,使得流體的局部湍流程度顯著增加,在點坑的附近,換熱效果明顯要增強。相較于光滑的扁管,點坑扁管的綜合換熱性能增強因子在1.5~2.2左右,明顯要好于光管。然后還針對低雷諾數工況下的窄縫點坑扁管,研究了在層流的狀態(tài)下,點坑深度、點坑縱向間距、點坑橫向間距、點坑寬度對綜合換熱性能的影響,并進行了正交試驗,最后得到了最優(yōu)方案。本文研究了不同工況下和不同幾何結構的點坑型扁管的換熱效果,探討了其流動和換熱機理,為進一步設計與開發(fā)提供了依據。
[Abstract]:Flat tube is the most important heat transfer element in heat exchanger. It is the carrier of heat transfer. The excellent heat transfer and flow resistance performance of the flat tube directly determine the working efficiency of the heat exchanger. The spot pit structure is a new type of enhanced heat transfer structure developed in recent years. A large number of experiments have proved that the integrated heat transfer effect of point pit channel is better than that of smooth channel. In addition, compared with other enhanced heat transfer techniques, it can enhance heat transfer without causing too much flow resistance. In this paper, the physical model and mathematical model of point crater flat pipe are established, and according to the characteristics of the object of study and different flow patterns. RNG 魏-蔚 turbulence model and laminar flow model are selected respectively. The numerical simulation of a variety of heat transfer tubes was carried out under different conditions using air as the medium. Firstly, the point pit flat pipes with different geometric parameters were simulated under high Reynolds number conditions. The influence and variation law of different point pit depth, point pit width, spot pit spacing, channel height on heat transfer, flow resistance and comprehensive heat transfer performance of flat pipe are analyzed in detail. At the same time, the structural parameters are obtained when the heat transfer and flow resistance of the flat tube reach the optimum matching under different working conditions, and the mechanism of strengthening the heat transfer of the flat pipe with a point pit is discussed. The existence of spot pits effectively increases the heat transfer area and makes the heat transfer increase. On the other hand, the point pits destroy the boundary layer of the fluid, resulting in the production of vortex, which makes the local turbulence of the fluid increase significantly. In the vicinity of the spot pit, the heat transfer effect is obviously enhanced. Compared with the smooth flat tube, the enhancement factor of the comprehensive heat transfer performance of the spot pit flat tube is about 1.5 ~ 2.2. It is obviously better than the light tube. Then, the depth of the spot pit, the longitudinal distance of the spot pit and the transverse distance of the spot pit are studied under the laminar flow condition for the narrow slot crater flat tube under the low Reynolds number working condition. The effect of point hole width on the comprehensive heat transfer performance is studied, and the orthogonal test is carried out. Finally, the optimal scheme is obtained. The heat transfer effect of point pit type flat pipe under different working conditions and different geometry structures is studied in this paper. The mechanism of flow and heat transfer is discussed, which provides the basis for further design and development.
【學位授予單位】：湖北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK172

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張杏祥;桑芝富;;結構形式對橢圓扁管管內傳熱與流阻性能影響[J];石油化工設備;2006年01期

2 季桂樹;翟辰辰;江樂新;江勁松;黃明登;;光伏散熱扁管內部流場的數值模擬[J];節(jié)能技術;2013年02期

3 ;扁管閃光對焊機[J];變壓器;1971年05期

4 趙炳森;焊接扁管的焊縫取制[J];航空工藝技術;1991年03期

5 孫康杰;王良璧;劉松;董元信;;橫向管間距對渦強化扁管管片局部傳熱的影響[J];工程熱物理學報;2009年04期

6 邵隆昭;黎業(yè)超;;鋼制扁管散熱器在低流量熱水區(qū)段的熱工性能及計算方法[J];建筑技術通訊(暖通空調);1984年04期

7 振波;;新型扁管高效熱交換器[J];制冷;1992年02期

8 白冬軍;鋼制扁管散熱器失效原因分析與防止措施[J];煤氣與熱力;2003年10期

9 李剛,于永興,王良璧;管間距對渦強化扁管管片散熱器傳熱的影響[J];工程熱物理學報;2004年03期

10 劉貫虹;徐紅波;喻九陽;;扁管承受極限內壓能力的研究[J];石油化工設備;2007年04期

相關會議論文 前3條

1 吳曉峰;徐娜;時軍波;馬坤;馬洪濤;于曉梅;臧啟山;;扁管式散熱器的腐蝕失效分析[A];2009年全國失效分析學術會議論文集[C];2009年

2 舒朝暉;李叢來;陳煥新;金聽祥;羅艷;符衛(wèi)紅;;扁管結構對平行流冷凝器制冷劑側性能的影響[A];第五屆全國制冷空調新技術研討會論文集[C];2008年

3 楊海江;李明;徐明;薛曉曄;韋寧洋;;平行流蒸發(fā)器空氣流動特性對換熱的影響[A];高等學校工程熱物理第十九屆全國學術會議論文集[C];2013年

相關博士學位論文 前1條

1 魯紅亮;平行流冷凝器的熱分布特性和流量分配特性研究[D];華中科技大學;2010年

相關碩士學位論文 前10條

1 魏秀琴;扁管外帶凹坑的蛇形翅片空間內流動與傳熱性能數值模擬[D];蘭州交通大學;2015年

2 付哲;點坑型扁管換熱性能研究[D];湖北工業(yè)大學;2016年

3 高沖;多孔扁管的換熱及阻力性能理論與試驗研究[D];華中科技大學;2012年

4 郭桂宏;波形管強化傳熱性能實驗研究及波形扁管的開發(fā)[D];鄭州大學;2014年

5 張健;大功率LED螺旋扁管水冷散熱研究[D];燕山大學;2014年

6 曲行麗;扁管單相對流強化換熱研究[D];哈爾濱工程大學;2009年

7 王剛;窄扁管水—水換熱器流動與傳熱特性研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

8 羅富強;扁管管殼式換熱器數值模擬研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

9 丁聰;螺旋扁管內高粘度流體的強化傳熱研究[D];華南理工大學;2013年

10 王義得;空調用平行流冷凝器扁管分布的理論與實驗研究[D];華中科技大學;2012年

，

本文編號：1457496