本文關(guān)鍵詞：螺旋扭帶強化傳熱及阻力特性研究

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【摘要】：管內(nèi)插入扭帶是常見的強化換熱方法,被廣泛應(yīng)用于管式換熱器。本文通過實驗和模擬研究,分析并比較了固定式和自旋式兩種扭帶的強化傳熱特性和阻力特性。結(jié)合場協(xié)同原理對扭帶強化傳熱機理進(jìn)行了研究,并建立了管內(nèi)扭帶綜合評價新方法,對多種規(guī)格扭帶工作性能進(jìn)行了綜合評價。實驗研究表明,換熱效果隨扭率減小而增強,在雷諾數(shù)4×103～4×104范圍內(nèi),插入扭率為3～.8的固定式扭帶后,換熱管內(nèi)努賽爾數(shù)較光管增幅11～23%、摩擦因子增至2.28～4.60倍,無因次關(guān)聯(lián)式為：Nu=0.0342Re0.787Pr0.333Y-0.0983,λ=1.97Re-0.187Y-0.736；插入扭率為3-8的自旋式扭帶后,換熱管內(nèi)努賽爾數(shù)較光管增幅7～22%、摩擦因子增至1.71～3.54倍,無因次關(guān)聯(lián)式為：Nu=0.0370Re0.777Pr0.333Y-0.128,λ=1.60Re-0.188Y-0.770。對于自旋扭帶,扭帶克服阻力起始旋轉(zhuǎn)所需的流體速度隨扭率越小而降低；扭帶轉(zhuǎn)速與管內(nèi)流體流速呈線性關(guān)系。模擬結(jié)果表明,插入扭帶后換熱管內(nèi)流體產(chǎn)生明顯的二次流,溫度場和速度場的協(xié)同數(shù)增加,換熱效果也因此加強,且隨扭帶扭率減小而增強。根據(jù)無因次關(guān)聯(lián)式,采用一種基于場協(xié)同理論的綜合評價因子對管內(nèi)扭帶進(jìn)行了評價,并提出工程上扭帶選型方法。
【關(guān)鍵詞】：螺旋扭帶 強化傳熱 摩擦因子 數(shù)值模擬 場協(xié)同 扭帶選型
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK124
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 引言9
• 1.2 強化傳熱技術(shù)分析及其研究進(jìn)展9-16
• 1.2.1 強化傳熱技術(shù)分析9-10
• 1.2.2 強化傳熱技術(shù)現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 幾種常見的強化傳熱技術(shù)11-16
• 1.3 螺旋扭帶強化傳熱國內(nèi)外研究進(jìn)展16-17
• 1.4 研究課題意義及研究內(nèi)容17-19
• 第2章 扭帶實驗設(shè)計19-27
• 2.1 扭帶實驗裝置設(shè)計19-22
• 2.1.1 固定式扭帶阻力及傳熱實驗裝置19-20
• 2.1.2 自旋式扭帶阻力及傳熱實驗裝置20-21
• 2.1.3 自旋式扭帶旋轉(zhuǎn)特性實驗裝置21-22
• 2.2 實驗方法22-26
• 2.2.1 實驗數(shù)據(jù)的測量及采集22-23
• 2.2.2 實驗數(shù)據(jù)處理23-25
• 2.2.3 實驗誤差分析25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第3章 扭帶阻力及傳熱特性實驗研究27-39
• 3.1 固定式扭帶實驗研究27-32
• 3.1.1 實驗裝置可靠性驗證27
• 3.1.2 固定式扭帶的阻力特性分析及關(guān)聯(lián)式27-30
• 3.1.3 固定式扭帶的強化傳熱特性分析及關(guān)聯(lián)式30-32
• 3.2 自旋式扭帶實驗研究32-38
• 3.2.1 自旋式扭帶的旋轉(zhuǎn)特性分析32-34
• 3.2.2 自旋式扭帶的阻力特性分析及關(guān)聯(lián)式34-36
• 3.2.3 自旋式扭帶的強化傳熱特性分析及關(guān)聯(lián)式36-38
• 3.3 本章小結(jié)38-39
• 第4章 扭帶管內(nèi)流場模擬及場協(xié)同分析39-56
• 4.1 固定式扭帶管內(nèi)流場模擬研究39-48
• 4.1.1 模擬設(shè)置及模型驗證39-40
• 4.1.2 固定式扭帶對管內(nèi)流場的影響40-44
• 4.1.3 固定式扭帶對管內(nèi)場協(xié)同的影響44-46
• 4.1.4 固定式扭帶對管內(nèi)阻力的影響46-47
• 4.1.5 固定式扭帶對管內(nèi)傳熱性能的影響47-48
• 4.2 自旋式扭帶管內(nèi)流場模擬研究48-55
• 4.2.1 自旋式扭帶對管內(nèi)流場的影響48-50
• 4.2.2 自旋式扭帶對管內(nèi)場協(xié)同的影響50-52
• 4.2.3 自旋式扭帶對管內(nèi)阻力的影響52-53
• 4.2.4 自旋式扭帶對管內(nèi)傳熱性能的影響53-55
• 4.3 本章小結(jié)55-56
• 第5章 扭帶綜合評價及選型56-61
• 5.1 基于場協(xié)同理論的強化傳熱綜合評價因子56
• 5.2 固定式扭帶綜合評價及選型56-58
• 5.2.1 固定式扭帶綜合評價56-57
• 5.2.2 固定式扭帶選型57-58
• 5.3 自旋式扭帶綜合評價及選型58-60
• 5.3.1 自旋式扭帶綜合評價58-59
• 5.3.2 自旋式扭帶選型59-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 第6章 結(jié)論61-62
• 附錄62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 致謝67-68
• 碩士期間獲得的科研成果68

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：649699