強(qiáng)化換熱技術(shù)廣泛運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中,如何提高換熱器的效率一直是傳熱領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。通過對波節(jié)管和螺旋扭帶的研究,本文結(jié)合兩者的特點(diǎn),提出一種在波節(jié)管內(nèi)插入正反螺旋扭帶的復(fù)合強(qiáng)化傳熱方法,并基于ANSYS FLUENT軟件在層流范圍內(nèi)對這種新型強(qiáng)化換熱模型進(jìn)行數(shù)值模擬。模擬計算選取400~1800的雷諾數(shù)范圍,以水為流體工作介質(zhì),采用恒定壁溫的邊界條件,通過努塞爾數(shù)Nu、摩擦系數(shù)f和PEC值對換熱模型的傳熱特性、阻力特性以及綜合性能進(jìn)行評價。首先,根據(jù)光管、波節(jié)管、傳統(tǒng)扭帶和正反扭帶的不同組合以及單獨(dú)使用光管或波節(jié)管,一共建立了6組模型。在相同條件下對不同模型進(jìn)行對比研究,結(jié)果表明單獨(dú)使用波節(jié)管的換熱效果要優(yōu)于普通圓管,但是強(qiáng)化換熱效果并不顯著,扭帶的插入能夠使換熱管的換熱效果得到大幅提升,其中內(nèi)插正反扭帶的波節(jié)管具有最高的換熱系數(shù)以及最高的綜合性能指標(biāo)PEC值。其次,通過改變正反扭帶和波節(jié)管的結(jié)構(gòu)參數(shù),研究了正反扭帶的扭率、寬度和波節(jié)管的波節(jié)寬度、波節(jié)高度對換熱模型傳熱特性、阻力特性以及綜合性能的影響。結(jié)果表明,在同一雷諾數(shù)下,換熱模型的換熱系數(shù)和摩擦阻力隨著正反扭帶的扭率減小而增大... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 強(qiáng)化傳熱技術(shù)
    1.3 研究現(xiàn)狀分析
        1.3.1 波節(jié)管研究現(xiàn)狀
        1.3.2 螺旋扭帶研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
2 數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)
    2.1 計算流體力學(xué)
        2.1.1 CFD技術(shù)簡介
        2.1.2 基本控制方程
        2.1.3 數(shù)值計算求解過程
        2.1.4 數(shù)值模擬軟件介紹
    2.2 強(qiáng)化傳熱技術(shù)的評價方法
        2.2.1 綜合性能指標(biāo)PEC
        2.2.2 核心流強(qiáng)化傳熱理論
3 管內(nèi)傳熱與流動的計算模型
    3.1 模型的結(jié)構(gòu)參數(shù)
    3.2 幾何模型的建立
    3.3 網(wǎng)格劃分
    3.4 數(shù)值計算相關(guān)設(shè)定
        3.4.1 周期性邊界條件
        3.4.2 數(shù)值計算的基本假設(shè)
        3.4.3 邊界條件設(shè)置
        3.4.4 求解設(shè)置
    3.5 計算處理公式
    3.6 模型驗證
        3.6.1 數(shù)值結(jié)果驗證
        3.6.2 網(wǎng)格獨(dú)立性檢驗
4 結(jié)果分析與討論
    4.1 不同結(jié)構(gòu)的模型對比分析
        4.1.1 傳熱性能分析
        4.1.2 阻力特性分析
        4.1.3 綜合換熱性能分析
        4.1.4 機(jī)理分析
    4.2 正反扭帶扭率的影響研究
    4.3 正反扭帶寬度的影響研究
    4.4 波節(jié)管波節(jié)寬度的影響研究
    4.5 波節(jié)管波節(jié)高度的影響研究
    4.6 波節(jié)管與正反扭帶位置的影響研究
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄 A 符號說明
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]波紋管結(jié)構(gòu)參數(shù)對流動特性影響的數(shù)值模擬[J]. 劉秋升,李瓊,李永良,張穎,劉波.  節(jié)能. 2018(12)
[2]波紋管流動和傳熱特性的數(shù)值模擬[J]. 昝永超,李永華.  節(jié)能. 2018(10)
[3]錯位角對管內(nèi)雙螺旋扭帶層流換熱特性的影響[J]. 胡少永,王宗勇,謝文超,王舒婷.  沈陽化工大學(xué)學(xué)報. 2017(04)
[4]內(nèi)插松弛扭帶波節(jié)管的流動與傳熱特性的數(shù)值模擬[J]. 韓懷志,陳鑫,胡怡然,王坤芳,崔運(yùn)磊,于瑞天.  化工學(xué)報. 2018(04)
[5]納米流體濃度對內(nèi)置扭帶螺旋管傳熱特性的影響[J]. 林清宇,劉鵬輝,石衛(wèi)軍,馮振飛,朱禮,李歡.  化工科技. 2017(03)
[6]內(nèi)置扭帶管內(nèi)湍流流動與傳熱數(shù)值模擬[J]. 吳金星,王超,王明強(qiáng),劉艷會,李亞飛.  鄭州大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2017(03)
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[9]橫紋槽管內(nèi)插扭帶復(fù)合強(qiáng)化傳熱的試驗研究[J]. 雷詩毅,郭亞軍,桂淼,畢勤成.  機(jī)械工程學(xué)報. 2016(24)
[10]橫紋槽管內(nèi)插斷續(xù)扭帶復(fù)合強(qiáng)化傳熱的實驗研究[J]. 雷詩毅,郭亞軍,桂淼,畢勤成.  熱能動力工程. 2016(09)

博士論文
[1]一種正交凹槽流道的流動與傳熱特性及應(yīng)用研究[D]. 曹侃.鄭州大學(xué) 2017
[2]管內(nèi)強(qiáng)化換熱的理論和實驗研究[D]. 郭劍.華中科技大學(xué) 2012



本文編號：2897364