渦流發(fā)生器作為一種被動強化傳熱技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注。本文將利用渦流發(fā)生器在強化傳熱方面的研究為基礎(chǔ),以換熱面上渦流發(fā)生器的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)和流體工況參數(shù)為研究重點,借助數(shù)值模擬方法對渦流發(fā)生器關(guān)于換熱面的析晶和顆粒污垢特性進行深入的研究,最終揭示渦流發(fā)生器抑制換熱面污垢（析晶和顆粒）沉積的機理。在雷諾數(shù)Re=214-10703的范圍內(nèi),通過數(shù)值模擬方法對有孔和無孔的兩種矩形翼渦流發(fā)生器的通道進行了傳熱和流阻特性的研究。同時,以傳熱因子j、阻力因子f以及綜合換熱性能PEC作為評價指標,對沖孔矩形翼渦流發(fā)生器的結(jié)構(gòu)參數(shù)（孔徑和孔位置）進行了詳細的研究。通過對比綜合換熱性能指標可知,沖孔矩形翼渦流發(fā)生器的綜合性能要優(yōu)于無孔矩形翼渦流發(fā)生器。此外,沖孔矩形翼渦流發(fā)生器的傳熱因子和阻力因子均隨孔徑的增大而減小,但阻力因子的減小幅度大于傳熱因子的減小幅度。不同沖孔矩形翼渦流發(fā)生器的沖孔位置對強化傳熱能力的影響較小,但對通道的流動阻力影響很大。在不考慮污垢誘導期的情況下,針對析晶污垢,建立了CaSO₄析晶污垢形成過程的數(shù)學模型。而針對顆粒污垢,首先基于顆粒反彈沉積模型,綜合考慮... 

【文章來源】：東北電力大學吉林省

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

污垢形貌圖

1.2.2 渦流發(fā)生器渦流發(fā)生器作為一種被動強化傳熱技術(shù)引起了人們的興趣。所謂渦流發(fā)生器就是如圖1-2 所示的突起的三角形片，又稱小翼，它們對準來流方向設(shè)置，可以使流體擾流后產(chǎn)生沿主流方向前進的一對旋轉(zhuǎn)的渦，稱為縱向渦。圖 1-2 渦流發(fā)生器的渦旋流線[13]Fig. 1-2 Vortex flow line of vortex generator渦流發(fā)生器最早提出時，主要應用在空氣動力學領(lǐng)域[14]。后來，Jonhnson 和 Joubert[15]研究了三角翼渦流發(fā)生器對換熱器空氣的強化傳熱影響，開創(chuàng)了渦流發(fā)生器在換熱器領(lǐng)域應用的先河�，F(xiàn)如今渦流發(fā)生器的種類越來越多，根據(jù)渦流發(fā)生器結(jié)構(gòu)的不同可將渦流發(fā)生器大致分成兩種[16]：翼型渦發(fā)生器和繞流柱體渦發(fā)生器。目前翼型渦流發(fā)生器應用較多，主要有矩形翼、三角形翼和梯形翼等；而繞流柱體渦發(fā)生器應用比較多的是擋板、圓柱體、圓錐體以及球體等。隨著時代和科技的發(fā)展，近年來又出現(xiàn)了幾種新型的渦流發(fā)生器類型，其傳熱性能及壓降特性的綜合效果相比于以前得到進一步的提升，比如斜截圓柱體渦流發(fā)生器、斜截橢圓柱體渦流發(fā)生器以及斜截半柱面渦流發(fā)生器等[17]。1.3 傳熱方面的研究現(xiàn)狀1.3.1 渦流發(fā)生器強化傳熱特性在強化傳熱方面，Sanchez 等[18]對布置三角形翼渦流發(fā)生器的圓管的換熱特性進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在換熱量相同的情況下，?

通道換熱面?zhèn)鳠嵋蜃?j 和阻力因子 f 分別定義為： 1/3j =N u /RePr (2- 2c of = 2 pA / A u(2-1為了綜合考慮強化傳熱能力以及阻力損失，定義綜合換熱性能指標 PEC[17, 66]為：1/3PEC j f(2-1.1.2 物理模型模型通道為長 L=1000 mm、寬 B=100 mm、高 H=8.5 mm 的矩形通道。箭頭方向為的流動方向，渦流發(fā)生器采用迎流方式布置在通道底部，軸對稱布置 2 列 9 排，攻角0°。其中進口段 A 為 140 mm，前后兩個矩形翼的間距 D 為 90 mm，左右兩個矩形翼的 C1為 20 mm。同時，為使入口流速均勻，且避免出口產(chǎn)生回流，計算區(qū)域?qū)⒃谌肟谔幙谔幏謩e向上下游延長 10de的距離。通道的具體形狀和尺寸如圖 2-1 所示。矩形翼渦生器長 a=25 mm，高 b=6 mm。沖孔位于矩形翼的中心位置，孔直徑為 d=3 mm 的圓孔孔的中心到側(cè)壁面和底面邊緣的寬度和高度分別用 e 和 c 表示。矩形翼渦流發(fā)生器的尺寸如圖 2-2 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]矩形通道內(nèi)流動與強化傳熱的實驗與數(shù)值研究[D]. 唐新宜.華南理工大學 2012
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本文編號：2932944