通過CFD對(duì)微型自然對(duì)流換熱器(Micro natural convection heat exchanger,全文縮寫為MNCHE))的性能進(jìn)行耦合仿真,模擬耦合換熱過程中自然對(duì)流過程中速度、溫度、傳熱速率等信息,分析換熱管結(jié)構(gòu)、管內(nèi)流速等因素對(duì)自然對(duì)流換熱性能的影響。結(jié)果表明:同類型換熱管條件下提高管內(nèi)流速對(duì)增加自然對(duì)流速度及傳熱速率影響:0～0.75m/s范圍內(nèi)效果明顯;在0.75～1.00m/s范圍內(nèi)效果減弱;超過1.0m/s無影響;自然對(duì)流速率最高為16mm/s、傳熱速率最高為236w;不同類型換熱管中,螺旋半徑小的換熱管自然對(duì)流換熱效果好。

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【部分圖文】：

圖1 MNCHE結(jié)構(gòu)示意圖

其中,換熱器尺寸:60-60-60mm,冷源尺寸:50-50mm,螺旋管規(guī)格:(a)壁厚1mm、外徑6mm、螺旋4-10?50-?50mm,(b)壁厚1mm、外徑6mm、螺旋4-10?15-?50mm1.2流體控制方程

圖3 等螺旋管和不等螺旋管自然對(duì)流場(chǎng)云圖

圖3a/b為等螺旋/不等螺旋管自然對(duì)流場(chǎng)云圖(管內(nèi)流速0.5m/s)0,圖4a/b為等螺旋/不等螺旋管內(nèi)流體速度與自然對(duì)流液體流速和溫度關(guān)系(垂直重力方向,中心溫度)。由此4a/b可見,隨著管內(nèi)流速的增加,自然對(duì)流液體溫度和流速均隨著增加,并在管內(nèi)流速達(dá)到1.0m/s時(shí)自然對(duì)流狀....

圖5 管內(nèi)流速與傳熱速率關(guān)系

圖5為不同管內(nèi)流速與傳熱速率的關(guān)系,可見,隨著管內(nèi)流體速度的增加,傳熱速率均隨著增加,但當(dāng)管內(nèi)流速超過0.5m/s后增速趨緩并在流速達(dá)到1.0m/s時(shí)達(dá)到最大值為(236w、213w)。結(jié)合圖2～圖4可知,當(dāng)管內(nèi)流速增加,自然對(duì)流速度和溫度雖然會(huì)增加,但受到與自然對(duì)流接觸的換熱管....

圖2 等螺旋管和不等螺旋管內(nèi)流體溫度

圖2(a)為不同入口速度下等螺旋管內(nèi)流體溫度分布,圖2(b)為不同入口速度下不等螺旋管內(nèi)流體溫度分布,流體入口溫度均為60℃。由此兩幅圖可見,在低流速區(qū)(0.025～0.1m/s),流體沿程溫度降低較快;在高流速區(qū)(0.25～1.0m/s),流體沿程溫度降低緩慢,這表明冷流體受熱....

本文編號(hào)：4027624