換熱管內(nèi)插螺旋技術(shù)被廣泛應(yīng)用工程中,雖然這項技術(shù)能提升換熱管的換熱系數(shù),但增大了流動阻力。為了能夠全面了解螺旋結(jié)構(gòu)參數(shù)絲徑、中徑及節(jié)距對立式上行管流場及傳熱影響,本文將通過螺旋往復(fù)運動分析、數(shù)值模擬、粒子圖像測速(PIV)實驗以及傳熱實驗方法進行展開。本文研究內(nèi)容如下:首先,分析內(nèi)插件傳熱技術(shù)與流場可視化研究現(xiàn)狀,提出立式上行管內(nèi)插螺旋換熱器管內(nèi)對流場及傳熱性能研究問題。通過內(nèi)插螺旋往復(fù)性分析螺旋結(jié)構(gòu)參數(shù)與軸向波速關(guān)系,螺旋結(jié)構(gòu)參數(shù)與軸向波速關(guān)系緊密;通過冷膜立式上行管內(nèi)插螺旋往復(fù)實驗,發(fā)現(xiàn)僅依靠自身流體沖擊就可以做往復(fù)周期運動,所得到實驗數(shù)據(jù)為數(shù)值模擬提供依據(jù)。其次,利用Fluent軟件對立式上行管內(nèi)插螺旋管內(nèi)流場進行數(shù)值模擬,分析螺旋結(jié)構(gòu)參數(shù)(e、D及p)對管內(nèi)流場、傳熱、阻力及PEC影響。研究結(jié)果表明,和光管相比,在相同Re條件下內(nèi)插螺旋換熱管Nu提高1.84到2.85倍;阻力系數(shù)提高5.00到10.20倍;綜合傳熱性能最好螺旋結(jié)構(gòu)參數(shù)e=1.6 mm、p=20 mm、D=24 mm,PEC均大于1,其中最大為1.25,最小為1.04。再次,搭建PIV管內(nèi)流體流動測量平臺,分析螺...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號參數(shù)表
第一章 緒論
    1.1 研究目的和意義
    1.2 內(nèi)插件強化換熱技術(shù)研究進展
        1.2.1 螺旋扭帶
        1.2.2 螺旋線圈
    1.3 流場可視化
        1.3.1 研究現(xiàn)狀
        1.3.2 流場測試技術(shù)比較
    1.4 問題提出
    1.5 本文研究內(nèi)容
第二章 換熱管內(nèi)插螺旋往復(fù)運動分析
    2.1 螺旋軸向波速理論
    2.2 內(nèi)插螺旋往復(fù)可行性實驗
    2.3 本章小結(jié)
第三章 換熱管內(nèi)插螺旋數(shù)值模擬
    3.1 計算模型
    3.2 模擬結(jié)果及分析
        3.2.1 流場特性
        3.2.2 阻力特性
        3.2.3 綜合評價因子
    3.3 模擬與實驗結(jié)果對比
        3.3.1 流場特性
        3.3.2 傳熱特性
    3.4 本章小結(jié)
第四章 換熱管內(nèi)插螺旋管內(nèi)流場實驗
    4.1 實驗系統(tǒng)
    4.2 PIV實驗
    4.3 誤差分析
    4.4 實驗結(jié)果及分析
        4.4.1 參數(shù)定義
        4.4.2 管內(nèi)縱截面流動行為
    4.5 流場分析
        4.5.1 徑向速度分布
        4.5.2 軸向速度分布
    4.6 本章小結(jié)
第五章 換熱管內(nèi)插螺旋傳熱實驗
    5.1 實驗原理
    5.2 實驗設(shè)計
    5.3 結(jié)果與分析
        5.3.1 傳熱性能影響次序
        5.3.2 管內(nèi)換熱性能分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)及展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
附錄 攻讀碩士學(xué)位期間公開發(fā)表的成果



本文編號：3875114