【摘要】：管翅式換熱器具有結(jié)構(gòu)緊湊、加工方便的優(yōu)勢,因而被廣泛應(yīng)用于制冷、空調(diào)、化工、電站等領(lǐng)域。直接空冷系統(tǒng)是火電站的主要部分,而直接空冷器作為直接空冷系統(tǒng)最主要的部件,它的性能對空冷系統(tǒng)產(chǎn)生了直接的影響。單排管束具有設(shè)備緊湊、換熱效率高、易于維修、便于清洗、使用壽命長等優(yōu)點,因此具有非常廣泛的應(yīng)用前景。大多數(shù)管翅式換熱器管外側(cè)的流體一般為空氣,由于翅片換熱系數(shù)小,熱阻大,嚴(yán)重影響了換熱器效率,因此,提高翅片表面的傳熱系數(shù)是一個非常重要的課題。在管翅式換熱器翅片表面沖壓各種不同形狀的凹坑是提高翅片熱交換效率的一種有效途徑。當(dāng)流體流經(jīng)扁管與凹坑翅片形成的通道時,翅片表面的凹坑結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了對流體的擾動,使流線發(fā)生變化,在提高傳熱能力的同時產(chǎn)生的流動阻力并不是很大。本文提出了一種新型的扁管外帶凹坑渦發(fā)生器翅片的換熱器,并用數(shù)值方法研究了由扁管與帶凹坑翅片形成的通道內(nèi)的流動與傳熱特性。本文選取扁管與帶凹坑翅片形成的通道作為計算區(qū)域,對選取的計算區(qū)域編制FORTRAN程序作合理的網(wǎng)格劃分,為了保證數(shù)值結(jié)果的正確性,需要對網(wǎng)格進(jìn)行考核;為了證明本文數(shù)值方法的合理性,需要對數(shù)值計算得到的數(shù)據(jù)結(jié)果與通過實驗得到的數(shù)據(jù)認(rèn)真比較;對比相同尺寸下的帶凹坑渦產(chǎn)生器翅片與平直翅片的各種性能,主要包括通道內(nèi)橫向截面和縱向截面的流場與溫度場分布、二次流特性、努塞爾數(shù)Nu和阻力系數(shù)f隨雷諾數(shù)Re的變化規(guī)律;改變凹坑渦發(fā)生器的幾何參數(shù),如凹坑的半徑R,凹坑間距S,翅片間距Tp,來分析各參數(shù)對翅片通道內(nèi)換熱性能的影響。研究結(jié)果表明:凹坑半徑R、凹坑間距S、翅片間距Tp影響努塞爾數(shù)Nu和阻力系數(shù)f,但是凹坑半徑R和翅片間距Tp的影響比凹坑間距S的影響大;在相同雷諾數(shù)Re下,帶凹坑翅片的平均努塞爾數(shù)Num、阻力系數(shù)f、和二次流強(qiáng)度Se都比平直翅片的大;擬合得到了扁管與凹坑翅片形成的通道內(nèi)努塞爾數(shù)Nu和阻力系數(shù)f與雷諾數(shù)Re和凹坑幾何參數(shù)的關(guān)聯(lián)式。本文最主要的結(jié)果是增大凹坑半徑R或是其它結(jié)構(gòu)參數(shù)比如增大翅片間距Tp和凹坑間距S增強(qiáng)了二次流強(qiáng)度Se的同時,換熱強(qiáng)度也隨之增加。平均努塞爾數(shù)Num與二次流強(qiáng)度Se有著非常緊密的聯(lián)系,并且二次流強(qiáng)度決定了通道內(nèi)的傳熱特性。
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK124

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉高文;張麗;郭濤;;凹坑強(qiáng)化傳熱的研究進(jìn)展回顧[J];航空動力學(xué)報;2007年11期

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本文編號：2575668