本文選題：強(qiáng)化傳熱　切入點(diǎn)：彈簧　出處：《武漢工程大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：管內(nèi)內(nèi)置螺旋彈簧作為一種高效的強(qiáng)化傳熱技術(shù),能夠有效的解決換熱器的傳熱低效率問題。本文對(duì)管內(nèi)置不同絲截面彈簧強(qiáng)化傳熱效率研究,分別采取實(shí)驗(yàn)研究對(duì)比和CFD數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)比相結(jié)合的方法,系統(tǒng)的分析了各種不同彈簧結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)強(qiáng)化傳熱性能的影響。本文對(duì)管內(nèi)內(nèi)置彈簧條件下,管內(nèi)流體的平均努塞爾數(shù)率Nu',平均摩擦阻力系數(shù)率'f以及強(qiáng)化傳熱效率η三個(gè)方面進(jìn)行分析。運(yùn)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究方法,搭建了管內(nèi)置螺旋彈簧換熱管強(qiáng)化換熱實(shí)驗(yàn)平臺(tái),分別對(duì)管內(nèi)置不同絲截面彈簧,不同絲徑大小彈簧以及不同節(jié)距大小彈簧換熱管與光管換熱管內(nèi)流體流動(dòng)傳熱特性進(jìn)行比對(duì)分析研究,著重分析管內(nèi)置不同絲截面彈簧對(duì)傳熱效率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,管內(nèi)置方形絲截面的流體的平均努塞爾數(shù)率Nu'為2.4,平均摩擦阻力系數(shù)率'f為8,管內(nèi)置圓形絲截面的流體的平均努塞爾數(shù)率Nu'為2.2,平均摩擦阻力系數(shù)率'f為7.5,方形絲截面彈簧的強(qiáng)化傳熱效率η為1.18,圓形絲截面彈簧的強(qiáng)化傳熱效率η為1.1。本文使用CFD數(shù)值模擬軟件,建立可靠性較好的數(shù)值模擬模型,對(duì)不同模型進(jìn)行了網(wǎng)格劃分,網(wǎng)格獨(dú)立性驗(yàn)證,保證了模擬實(shí)驗(yàn)的可靠性。著重分析比對(duì)管內(nèi)置不同絲截面彈簧對(duì)強(qiáng)化傳熱效率的影響,且運(yùn)用了過增元院士的場(chǎng)協(xié)同理論進(jìn)行理論驗(yàn)證,驗(yàn)證了模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果。研究結(jié)果表明,數(shù)值模擬方法能夠較為直觀的呈現(xiàn)流場(chǎng)特性分布,并且在同等條件下,管內(nèi)置方形絲截面彈簧和三角形絲截面彈簧強(qiáng)化傳熱效率η均相較于圓形絲截面彈簧強(qiáng)化傳熱效率η高于11%-20%。
[Abstract]:As an efficient heat transfer enhancement technique, the coil spring in the tube can effectively solve the heat transfer inefficiency of heat exchanger. In this paper, the heat transfer efficiency of the tube with different wire cross-section spring is studied. The effects of various spring structure parameters on the heat transfer enhancement performance are systematically analyzed by means of experimental study and CFD numerical simulation. In this paper, the effect of different spring parameters on heat transfer enhancement is studied. The average Nussel number rate of the fluid in the tube, the average friction resistance coefficient f and the enhanced heat transfer efficiency 畏 are analyzed. The experimental platform for the enhancement of heat transfer in the tube with helical spring heat transfer tube is built by using the comparative experimental research method. The characteristics of fluid flow heat transfer in tube with different wire cross-section spring, different wire diameter spring and different pitch spring are compared and analyzed respectively. The effect of spring with different wire section on heat transfer efficiency is analyzed. The experimental results show that, The average Nussel number rate of fluid with square filament cross section is 2.4, the average friction resistance coefficient is 8, the average Nusseler number rate of fluid with circular filament section is 2.2, and the average friction resistance coefficient is 7.5, square. The enhanced heat transfer efficiency 畏 of wire section spring is 1.18, and that of circular wire section spring is 1.1. The CFD numerical simulation software is used in this paper. The numerical simulation model with good reliability is established, and the different models are meshed, the mesh independence is verified, and the reliability of the simulation experiment is ensured. The effect of the different wire section spring inside the tube on the heat transfer enhancement efficiency is analyzed emphatically. The simulation results show that the numerical simulation method can show the characteristic distribution of the flow field directly, and under the same conditions, the numerical simulation method can be used to verify the flow field characteristics of the supernumerary academicians, and the simulation results show that the numerical simulation method can show the characteristic distribution of the flow field directly and under the same conditions. The enhanced heat transfer efficiency 畏 of square and triangular wire section spring is higher than that of circular wire section spring, which is higher than that of circular wire section spring.
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ021.3

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