自20世紀以來,旋流強化傳熱技術對換熱設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之一。由于內置旋流器會占據部分流道,給流動系統(tǒng)帶來一定的壓力損失,且容易堵塞管道,其應用范圍也受到一定的限制。因此,本文從旋流管內重力軸向分力的改變以及旋流器全流場自由轉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流動換熱的不足。同時,全流場自由轉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,構建一個適用于兩種新思路的軸向葉片旋流管道內流動的傳熱模型。使用ANSYS Fluent 16.0軟件對本文的數值模型進行數值模擬仿真研究,探究不同的葉片角... 

【文章來源】：廣東工業(yè)大學廣東省

【文章頁數】：71 頁

【學位級別】：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值研究11料選用鋁合金。本文所研究的新型旋流器結構為內管與旋流器組合成一個整體結構，并設置為可自由轉動。本文采用的工質是水，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。流體流經旋流器后，分別以不同的旋流強度流出旋流器，產生旋轉渦流，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數值模型2.2.1基本假設由于旋流管內的流動為復雜的三維旋轉流動，在管內不同區(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，根據實際的流動與換熱狀況，對旋流管的流動作以下的假設：（1）假設旋流管內流體的流動均視為不可壓縮的定常的流動；（2）假設旋流管內的壁面均為無滑移的壁面邊界條件；（3）假設壁面無滲透；

第二章軸向葉片旋流管對流傳熱的數值研究11料選用鋁合金。本文所研究的新型旋流器結構為內管與旋流器組合成一個整體結構，并設置為可自由轉動。本文采用的工質是水，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。流體流經旋流器后，分別以不同的旋流強度流出旋流器，產生旋轉渦流，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數值模型2.2.1基本假設由于旋流管內的流動為復雜的三維旋轉流動，在管內不同區(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，根據實際的流動與換熱狀況，對旋流管的流動作以下的假設：（1）假設旋流管內流體的流動均視為不可壓縮的定常的流動；（2）假設旋流管內的壁面均為無滑移的壁面邊界條件；（3）假設壁面無滲透；


本文編號：3515118