【摘要】：強化傳熱技術(shù)被譽為第二代傳熱技術(shù),能夠顯著改善換熱器的傳熱性能。在實際工程應(yīng)用中,強化傳熱技術(shù)是實現(xiàn)換熱節(jié)能的主要途徑之一,強化傳熱的主要目的是縮小設(shè)備尺寸、提高熱效率。其中,三維內(nèi)肋管是目前使用最為廣泛的一種高效強化換熱管。肋順排、肋叉排和肋螺旋排是三維內(nèi)肋管使用最廣泛的三種肋形排列方式,都具有較好的強化傳熱效果和優(yōu)良的熱力性能,但肋結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,不同的肋形結(jié)構(gòu)尺寸就會產(chǎn)生不同的實驗結(jié)果。本文主要運用正交試驗的方法,取肋高h(yuǎn)、肋寬b、肋間距Pt和肋密度z為影響因素,熱力性能系數(shù)為評價指標(biāo),對目前使用較廣的外徑為57mm的肋叉排三維內(nèi)肋管進(jìn)行了2組正交試驗,對目前處于研究空白的外徑為127mm的肋叉排三維內(nèi)肋管進(jìn)行了1組正交實驗,系統(tǒng)的研究了它們的換熱和流阻特性。本文以空氣為工質(zhì),在Re=15000~150000的范圍內(nèi)對18根57mm的三維內(nèi)肋管和9根127mm的三維內(nèi)肋管的熱力性能進(jìn)行了研究,以Webb定義的熱力性能系數(shù)作為強化指標(biāo),采用極差法對三維內(nèi)肋管熱力性能系數(shù)的影響因素進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)肋高h(yuǎn)為主要影響因素,也同時得出了各管徑三維內(nèi)肋管的優(yōu)化方向和可能的最優(yōu)管型。用最小二乘法處理了相關(guān)的實驗數(shù)據(jù),回歸得出了Nu數(shù)、Cf數(shù)與雷諾數(shù)以及肋幾何參數(shù)的準(zhǔn)則方程式。結(jié)果分析表明,肋叉排三維內(nèi)肋管的綜合特性均優(yōu)于相同管徑的光管,57mm三維內(nèi)肋管的平均熱力性能系數(shù)為1.359,127mm三維內(nèi)肋管的平均熱力性能系數(shù)為1.098;57mm三維內(nèi)肋管的阻力平均是光管的阻力的8.97倍,127mm三維內(nèi)肋管的阻力平均是光管阻力的4.98倍。實驗結(jié)果表明,三維內(nèi)肋管換熱性能強化的同時阻力也在增大,在實際設(shè)計時應(yīng)既考慮換熱效果,還要考慮阻力增大時所多消耗的泵功。本文根據(jù)實驗數(shù)據(jù)獲得的57mm三維內(nèi)肋管和127mm三維內(nèi)肋管的Nu數(shù)和Cf數(shù)準(zhǔn)則方程和結(jié)論可應(yīng)用于實際工程,為實際工程計算相應(yīng)的換熱系數(shù)和流動阻力提供一定的參考。
【圖文】：

4圖 1.1 強化傳熱技術(shù)分類Figure 1.1 Classification of Strengthening heat transfer technology1.3 管內(nèi)單相流體對流換熱及阻力特性研究單相流體對流換熱是指管內(nèi)外運動流體不發(fā)生相變的換熱過程，是各類換熱器、換熱物件和器件中最常見的換熱問題。單相流體換熱包括：受迫對流換熱、自然對流換熱、混合對流換熱。其中，管內(nèi)單相受迫對流換熱是一種比較高效的換熱方式，國內(nèi)外的許多學(xué)者已經(jīng)對其進(jìn)行了諸多研究，由于它的復(fù)雜性，大都

通過現(xiàn)有的實驗研究表明，三維肋管的肋管的。通過將三維內(nèi)肋管的強化換熱系數(shù)、沸騰換管進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)三維內(nèi)肋管均比光管高，分別至少于三維外肋管對流換熱而言，，它的強化換熱系數(shù)比系數(shù)比光管提高了至少 17 倍[7]。主要通過增大換熱面積和促進(jìn)流體的湍動這兩種方換熱技術(shù)目前在各個領(lǐng)域的應(yīng)用都比較廣泛，且加工的強化換熱一直都是國內(nèi)外學(xué)者的研究重點。大部分強化換熱和阻力特性，并將實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，得到工程參考。肋管為例，是在光管的內(nèi)壁加工肋片，肋片的排列形順排、肋叉排和肋螺旋排。實際工程中使用最廣泛的管，它們的結(jié)構(gòu)簡圖如圖 1.2 和圖 1.3 所示：
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TK124

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2680534