采用Reynolds應(yīng)力模型針對螺旋管內(nèi)的單相流動周向非均勻傳熱現(xiàn)象開展數(shù)值模擬研究.基于與螺旋管傳熱實驗數(shù)據(jù)的對比,驗證該數(shù)值計算的正確性.研究發(fā)現(xiàn):螺旋管周向傳熱分布隨著重力加速度與離心力加速度之比（?）的變化而變化.導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因可能是螺旋管周向傳熱分布受離心力和重力的共同作用,?的變化引起了合力方向的變化,進而影響了螺旋管的周向傳熱分布;?是影響螺旋管單相流動周向傳熱分布的主要因素;分析總結(jié)管壁周向溫度分布隨加速度比、螺旋直徑、螺旋升角、螺旋管水力學(xué)直徑等參數(shù)的變化規(guī)律及其成因. 

【文章來源】：上海交通大學(xué)學(xué)報. 2020,54(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

螺旋管1的網(wǎng)格獨立性實驗

表3 各螺旋管的網(wǎng)格數(shù)量Tab.3 Grid numbers of different helical pipes 螺旋管編號 體積單元網(wǎng)格數(shù)量 1 8 095 311 2 7 978 575 3 6 982 500 4 7 008 1502 計算結(jié)果的實驗驗證

為驗證計算結(jié)果的正確性,進行了相應(yīng)的實驗.工況1中,管道沿程橫截面的計算平均內(nèi)壁溫與實驗平均內(nèi)壁溫T′w的對比情況如圖3所示.由圖3可知,工況1管道沿程的實驗平均內(nèi)壁溫和由CFD所得的平均內(nèi)壁溫一致.工況1截面(Tb=150.2 ℃)與工況8截面(Tb=120.2 ℃)的局部內(nèi)壁溫度T和實驗局部內(nèi)壁溫度T′的對比結(jié)果如圖4所示.在橫截面上采用統(tǒng)一的角度與位置對應(yīng)關(guān)系,θ=270° 為靠近螺旋管中心軸的一側(cè),即管內(nèi)側(cè);θ=90°為遠離螺旋中心的一側(cè)即為管外側(cè);θ=0° 為管頂部;θ=180° 為管底部.由圖4可知,T和T′基本吻合,且變化趨勢一致,計算結(jié)果準(zhǔn)確地模擬了內(nèi)壁溫周向的變化趨勢.所有局部換熱系數(shù)的計算值和試驗值h′的對比情況如圖5所示.由圖5可知,有94.1%的計算結(jié)果相對于實驗結(jié)果的偏差在實驗值的-25%～20%.結(jié)合圖3～5的結(jié)果,可以認(rèn)為CFD計算結(jié)果和實驗結(jié)果吻合得較好,從而驗證了CFD計算的正確性.圖4 螺旋管截面上T和T′的對比

【參考文獻】：
期刊論文
[1]蒸汽發(fā)生器熱工特性非軸對稱分布數(shù)值模擬[J]. 史建新,孫寶芝,劉尚華,韓文靜,張國磊,趙潁杰,干依燃.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報. 2015(10)
[2]高溫氣冷堆螺旋管式直流蒸汽發(fā)生器傳熱管壁面熱點數(shù)值分析[J]. 馬越,李曉偉,吳莘馨.  工程熱物理學(xué)報. 2013(07)

博士論文
[1]R134a在臥式螺旋管內(nèi)的兩相流動與傳熱特性研究[D]. 邵莉.山東大學(xué) 2009



本文編號：3075914