自20世紀以來,旋流強化傳熱技術(shù)對換熱設(shè)備對流換熱的研究有很大的促進作用。鑒于軸向葉片旋流器無運動部件,占用體積小以及安裝維修簡便,被認為是較為理想的旋流強化傳熱技術(shù)之一。由于內(nèi)置旋流器會占據(jù)部分流道,給流動系統(tǒng)帶來一定的壓力損失,且容易堵塞管道,其應(yīng)用范圍也受到一定的限制。因此,本文從旋流管內(nèi)重力軸向分力的改變以及旋流器全流場自由轉(zhuǎn)動兩個層面去考慮問題。相比于水平旋流流動,充分合理運用旋流流場與重力軸向分力相互作用的效果,探究引導(dǎo)重力更多地有效作用在流體間的流動微團混合規(guī)律。相比于傳統(tǒng)固定間距式的旋流器,基于全流場自由轉(zhuǎn)動的方式,適當降低并保持足夠的旋流強度,大大改善并彌補傳統(tǒng)固定式軸向葉片旋流管內(nèi)流動換熱的不足。同時,全流場自由轉(zhuǎn)動能大幅度降低壓損,并能有效維持整體的旋流強度梯度。本文提出了基于重力軸向分力改變以及全流場自由轉(zhuǎn)動的兩種新思路來解決當前旋流換熱“阻力大、換熱性能低、旋流擾動不均勻”的不足之處�；诒疚牡膬煞N新思路,構(gòu)建一個適用于兩種新思路的軸向葉片旋流管道內(nèi)流動的傳熱模型。使用ANSYS Fluent 16.0軟件對本文的數(shù)值模型進行數(shù)值模擬仿真研究,探究不同的葉片角... 

【文章來源】：廣東工業(yè)大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

軸向葉片旋流管的幾何物理模型

第二章軸向葉片旋流管對流傳熱的數(shù)值研究11料選用鋁合金。本文所研究的新型旋流器結(jié)構(gòu)為內(nèi)管與旋流器組合成一個整體結(jié)構(gòu)，并設(shè)置為可自由轉(zhuǎn)動。本文采用的工質(zhì)是水，水分別以不同的速度和溫度通過環(huán)形通道，外管壁保持恒定溫度353K。流體流經(jīng)旋流器后，分別以不同的旋流強度流出旋流器，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)渦流，擾動流場，并通過與外管壁進行對流換熱，對于在流動過程中的關(guān)于壓降和傳熱特性的問題進行了研究，并且對流動系統(tǒng)的綜合換熱性能也進行了分析和評價。圖2-1軸向葉片旋流管的幾何物理模型Figure2-1Geometricandphysicalmodelofaxialvaneswirlingtube圖2-2旋流器尺寸和方位角示意圖圖2-3旋流器三維示意圖Figure2-2SchematicdiagramofswirlerFigure2-33dschematicdiagramSizeandazimuthangleofswirler2.2數(shù)值模型2.2.1基本假設(shè)由于旋流管內(nèi)的流動為復(fù)雜的三維旋轉(zhuǎn)流動，在管內(nèi)不同區(qū)域的旋流強度與速度分布各不相同，且流體與壁面各區(qū)域的換熱也不穩(wěn)定。因此，為了使研究的物理問題簡化，根據(jù)實際的流動與換熱狀況，對旋流管的流動作以下的假設(shè)：（1）假設(shè)旋流管內(nèi)流體的流動均視為不可壓縮的定常的流動；（2）假設(shè)旋流管內(nèi)的壁面均為無滑移的壁面邊界條件；（3）假設(shè)壁面無滲透；

第二章軸向葉片旋流管對流傳熱的數(shù)值研究11料選用鋁合金。本文所研究的新型旋流器結(jié)構(gòu)為內(nèi)管與旋流器組合成一個整體結(jié)構(gòu)，并設(shè)置為可自由轉(zhuǎn)動。本文采用的工質(zhì)是水，水分別以不同的速度和溫度通過環(huán)形通道，外管壁保持恒定溫度353K。流體流經(jīng)旋流器后，分別以不同的旋流強度流出旋流器，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)渦流，擾動流場，并通過與外管壁進行對流換熱，對于在流動過程中的關(guān)于壓降和傳熱特性的問題進行了研究，并且對流動系統(tǒng)的綜合換熱性能也進行了分析和評價。圖2-1軸向葉片旋流管的幾何物理模型Figure2-1Geometricandphysicalmodelofaxialvaneswirlingtube圖2-2旋流器尺寸和方位角示意圖圖2-3旋流器三維示意圖Figure2-2SchematicdiagramofswirlerFigure2-33dschematicdiagramSizeandazimuthangleofswirler2.2數(shù)值模型2.2.1基本假設(shè)由于旋流管內(nèi)的流動為復(fù)雜的三維旋轉(zhuǎn)流動，在管內(nèi)不同區(qū)域的旋流強度與速度分布各不相同，且流體與壁面各區(qū)域的換熱也不穩(wěn)定。因此，為了使研究的物理問題簡化，根據(jù)實際的流動與換熱狀況，對旋流管的流動作以下的假設(shè)：（1）假設(shè)旋流管內(nèi)流體的流動均視為不可壓縮的定常的流動；（2）假設(shè)旋流管內(nèi)的壁面均為無滑移的壁面邊界條件；（3）假設(shè)壁面無滲透；


本文編號：3515118