本文關(guān)鍵詞：脈沖流下內(nèi)置螺旋短紐帶換熱管特性研究

  更多相關(guān)文章： 內(nèi)置短紐帶 脈沖流 流動傳熱 數(shù)值模擬 PIV實驗研究

【摘要】：本文主要以小于管長一半的短紐帶及脈沖流為主要研究對象,找出最有利于強化傳熱的具體參數(shù)。內(nèi)置短紐帶在內(nèi)插紐帶換熱管強化傳熱技術(shù)中是一種主流趨勢,因為它具有流阻低,耗材少,結(jié)構(gòu)簡單,容易轉(zhuǎn)動等特點,然后通入脈沖流,研究在脈沖流的影響下內(nèi)置短紐帶管內(nèi)流場的變化情況。從內(nèi)插物結(jié)構(gòu)和流體流動兩方面展開,找到能夠具體應用于實際生產(chǎn)中的結(jié)構(gòu)參數(shù)和流動參數(shù)。文中介紹了國內(nèi)外對于內(nèi)置螺旋紐帶換熱管的主要研究進展及現(xiàn)狀,以及介紹脈沖流強化傳熱技術(shù)的主要原理。本文研究管內(nèi)的流場特性及傳熱效果,取得以下主要的研究結(jié)果:結(jié)合以往學者研究成果,對脈沖流下內(nèi)置短紐帶換熱管內(nèi)流動及傳熱機理進行進一步的研究,論文理論部分通過研究管內(nèi)速度流動的規(guī)律以及流動阻力,以場協(xié)同原理為基礎(chǔ),結(jié)合脈動流強化傳熱的機理,分析內(nèi)置短紐帶對管內(nèi)流場的影響,并且從考慮速度場與熱流場的協(xié)同程度出發(fā),從優(yōu)化設(shè)計的角度提高換熱效率。論文數(shù)值模擬部分利用FLUENT軟件建模分析計算,對脈沖流下內(nèi)置短紐帶換熱管內(nèi)的流場特性進行研究,可以得出管內(nèi)流體的速度云圖、壓降云圖及溫度云圖等,然后通過后處理分析數(shù)據(jù),歸納總結(jié)出含結(jié)構(gòu)式的Nu傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式和含結(jié)構(gòu)式的阻力系數(shù)關(guān)聯(lián)式,得出扭轉(zhuǎn)比Y對Nu傳熱系數(shù)影響近似可以忽略,發(fā)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)比Y=5時,紐帶長度L從400mm增加到500mm,管內(nèi)流動阻力反而減小;同時從數(shù)值模擬結(jié)果中發(fā)現(xiàn),脈沖流的振幅是影響內(nèi)置短紐帶管強化傳熱的關(guān)鍵因素。論文實驗部分利用粒子成像技術(shù)(PIV),搭建水循環(huán)系統(tǒng),對脈沖流下內(nèi)置短紐帶管內(nèi)速度場和渦量場進行PIV實驗研究,結(jié)果表明:短紐帶扭轉(zhuǎn)比Y=5、長度2/5m≤L≤1/2m時,管內(nèi)流體流動效果最好,最有利于強化傳熱;增大脈沖流振幅也有明顯能提高強化傳熱效果。
【關(guān)鍵詞】：內(nèi)置短紐帶 脈沖流 流動傳熱 數(shù)值模擬 PIV實驗研究
【學位授予單位】：武漢工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 課題研究背景和意義11-12
• 1.2 內(nèi)置紐帶管的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 國內(nèi)內(nèi)置短紐帶換熱管強化傳熱特性研究12
• 1.2.2 國外內(nèi)置短紐帶換熱管強化傳熱特性研究12-13
• 1.3 脈沖流強化傳熱技術(shù)13-14
• 1.4 粒子成像技術(shù)（PIV）對流場的研究進展14-19
• 1.5 論文研究的主要內(nèi)容19-21
• 第2章 內(nèi)置短紐帶管脈動流流動及傳熱理論研究21-33
• 2.1 流體在內(nèi)置紐帶管中的運動分析21-22
• 2.1.1 流體在紐帶等寬內(nèi)運動速度分析21
• 2.1.2 流體在紐帶邊緣與管壁之間環(huán)向區(qū)域流動分析21-22
• 2.2 場協(xié)同原理22-26
• 2.3 紐帶結(jié)構(gòu)參數(shù)及流動阻力分析26-29
• 2.3.1 紐帶材料26-27
• 2.3.2 紐帶的結(jié)構(gòu)參數(shù)27
• 2.3.3 流動阻力分析27-29
• 2.4 內(nèi)置紐帶管水力直徑減小的影響29-31
• 2.5 本章小結(jié)31-33
• 第3章 脈沖流下內(nèi)置短紐帶管流動與換熱數(shù)值模擬33-61
• 3.1 計算流體動力學方法簡介33-34
• 3.2 FLUENT軟件簡介34
• 3.3 計算模型34-36
• 3.3.1 幾何模型34-35
• 3.3.2 模型簡化與條件設(shè)定35-36
• 3.4 控制方程36
• 3.5 劃分網(wǎng)格與區(qū)域離散化36-37
• 3.6 湍流模型37-38
• 3.7 邊界條件38
• 3.8 計算方法38
• 3.9 UDF程序38-39
• 3.10 數(shù)值模擬結(jié)果39-59
• 3.10.1 流場特性分析39-40
• 3.10.2 脈沖流參數(shù)對溫度場的影響40-41
• 3.10.3 不同長度的短紐帶管在z=0 處截面處速度場41-44
• 3.10.4 相同長度情況下不同扭轉(zhuǎn)比的影響44-46
• 3.10.5 各組內(nèi)插短紐帶管的Nu數(shù)關(guān)聯(lián)式46-49
• 3.10.6 變化為含結(jié)構(gòu)式的Nu系數(shù)關(guān)聯(lián)式49-50
• 3.10.7 阻力特性分析50-58
• 3.10.8 傳熱性能評價58-59
• 3.11 本章小結(jié)59-61
• 第4章 脈沖流下內(nèi)置短紐帶管內(nèi)流場PIV實驗研究61-79
• 4.1 PIV實驗平臺61-66
• 4.1.1 PIV測試系統(tǒng)組成62-64
• 4.1.2 水循環(huán)系統(tǒng)64
• 4.1.3 內(nèi)置短紐帶換熱管部分64
• 4.1.4 短紐帶的選取64-65
• 4.1.5 脈沖流發(fā)生器65-66
• 4.2 PIV系統(tǒng)原理及測試步驟66-68
• 4.2.1 PIV系統(tǒng)原理66
• 4.2.2 PIV系統(tǒng)圖像后處理66-67
• 4.2.3 示蹤粒子67
• 4.2.4 PIV系統(tǒng)測試的標定67-68
• 4.3 PIV實驗內(nèi)容68
• 4.4 PIV實驗結(jié)果68-77
• 4.4.1 流體相關(guān)參數(shù)的定義68-69
• 4.4.2 縱截面的流場特性69-77
• 4.5 本章小結(jié)77-79
• 第5章 結(jié)論79-81
• 參考文獻81-87
• 攻讀碩士期間已發(fā)表的論文87-89
• 致謝89

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳中,李慶領(lǐng);橫掠滴形管的局部及平均換熱[J];武漢化工學院學報;1997年03期

2 王石晶,張德本;石化換熱設(shè)備及市場[J];石油化工設(shè)備;2000年06期

3 童義;丁玉梅;楊衛(wèi)民;;內(nèi)置潔能芯換熱管強化換熱實驗研究[J];廣州化工;2010年04期

4 李志剛;尹俠;;橢圓形換熱管安放形式對換熱效率的影響[J];化工機械;2012年06期

5 汪祖洪;換熱設(shè)備技術(shù)交流會在蘇州舉行[J];化工進展;1994年02期

6 呂敏珍,張欣;換熱管總數(shù)計算方法及程序[J];醫(yī)藥工程設(shè)計;1998年04期

7 黃鄭華,李建華;換熱設(shè)備危險性分析及安全對策[J];化工勞動保護;2001年03期

8 黃德斌;鄧先和;朱冬生;歐陽惕;;氣流橫向沖刷圓殼管束換熱試驗研究[J];石油化工設(shè)備;2006年02期

9 張長樹;;冷凝器換熱管泄漏原因及改進措施[J];設(shè)備管理與維修;2008年06期

10 陳春雄;張光慶;;核級不銹鋼換熱管的國產(chǎn)化與標準[J];電站輔機;2012年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張明明;路遙;;換熱管的腐蝕研究進展[A];中國化工學會2011年年會暨第四屆全國石油和化工行業(yè)節(jié)能節(jié)水減排技術(shù)論壇論文集[C];2011年

2 林洪亞;林榕端;;火用分析法在換熱設(shè)備中的應用[A];第三屆全國化學工程與生物化工年會論文摘要集（上）[C];2006年

3 武振鋒;梅元貴;許建林;吳玲飛;;管形狀對平片換熱芯片傳熱性能影響的試驗[A];2006年石油和化工行業(yè)節(jié)能技術(shù)研討會會議論文集[C];2006年

4 吳冬梅;賈力;;水平單管外混合氣體對流冷凝換熱的理論研究[A];第七屆全國工業(yè)爐學術(shù)年會論文集[C];2006年

5 陳孫藝;曾旭東;陳斯紅;;換熱工藝設(shè)計智能化技術(shù)[A];中國化工學會2011年年會暨第四屆全國石油和化工行業(yè)節(jié)能節(jié)水減排技術(shù)論壇論文集[C];2011年

6 林清宇;馮振飛;王軍;林榕端;;換熱管內(nèi)自旋扭帶轉(zhuǎn)速的計算[A];安全與可靠性——2006流體機械與壓力容器技術(shù)論壇論文集[C];2006年

7 林清宇;郭方文;林宏亞;林榕端;;換熱管內(nèi)自旋紐帶研究[A];提高全民科學素質(zhì)、建設(shè)創(chuàng)新型國家——2006中國科協(xié)年會論文集（下冊）[C];2006年

8 林清宇;林靖宇;林榕端;;內(nèi)置自旋扭帶換熱管流阻的計算[A];2007年石油裝備學術(shù)研討會論文專輯[C];2007年

9 宋靈濤;韓寶坤;鮑懷謙;武同華;;余熱器換熱管模態(tài)分析與實驗研究[A];2012'中國西部聲學學術(shù)交流會論文集(Ⅱ)[C];2012年

10 張冠敏;林頤清;周守軍;田茂誠;;換熱設(shè)備動態(tài)特性仿真系統(tǒng)設(shè)計[A];全國暖通空調(diào)制冷2002年學術(shù)年會論文集[C];2002年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 實習生/張薇 記者/李鐵剛;遠大換熱開發(fā)高端產(chǎn)品搶占市場[N];鐵嶺日報;2009年

2 本報記者 姜小毛　通訊員 木水;在換熱領(lǐng)域釋放“正能量”[N];中國化工報;2013年

3 記者 姜小毛　通訊員 楊湃;蒸發(fā)冷卻技術(shù)改變傳統(tǒng)換熱工藝[N];中國化工報;2010年

4 魏雙林;“創(chuàng)新工程”成就石墨換熱利器[N];中國建材報;2014年

5 王廷俊;換熱設(shè)備：發(fā)展模型化和強化傳熱技術(shù)[N];中國化工報;2007年

6 李沐楊;大型高效換熱設(shè)備為節(jié)能助力[N];中國石化報;2007年

7 本報記者 姜小毛　通訊員 楊湃;走研發(fā)與市場結(jié)合之路[N];中國化工報;2012年

8 ;河北滄州市萬潤工業(yè)不銹鋼公司銳意向前[N];現(xiàn)代物流報;2008年

9 本報記者 楊娜　通訊員 木子;工業(yè)換熱領(lǐng)域新增強大技術(shù)支撐[N];中國電力報;2013年

10 記者 崔博;換熱設(shè)備博覽會高峰論壇舉行[N];鐵嶺日報;2010年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 潘小莉;基于自然冷資源利用的降溫加濕系統(tǒng)試驗研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學;2016年

2 孫方田;含油超臨界CO_2冷卻換熱理論與實驗研究[D];天津大學;2007年

3 龔嶷;石化、火電工業(yè)用換熱管的腐蝕失效分析及其性能評價[D];復旦大學;2012年

4 胡海濤;R410A—潤滑油混合物管內(nèi)流動沸騰換熱和壓降特性的研究[D];上海交通大學;2008年

5 艾青;熱輻射與高速流耦合換熱的數(shù)值研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2009年

6 張強;換熱管及內(nèi)外流體多場耦合數(shù)值分析方法研究[D];東北石油大學;2011年

7 王治云;開口腔內(nèi)耦合換熱的模擬及其解的非線性分析[D];上海理工大學;2011年

8 羅劍峰;鏡漫反射下多層吸收散射性介質(zhì)內(nèi)的瞬態(tài)耦合換熱[D];哈爾濱工業(yè)大學;2002年

9 王志成;復雜邊界條件流動換熱問題的有限元/光滑輪廓法[D];中國科學院研究生院（工程熱物理研究所）;2013年

10 王崧;纖毛狀肋和插入物的傳熱強化研究[D];清華大學;1999年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王清偉;蒸發(fā)器內(nèi)置毛細管開孔特性對蒸發(fā)器換熱的影響[D];天津商業(yè)大學;2015年

2 李雄;汽車尾氣余熱脈動熱水供暖系統(tǒng)設(shè)計與研究[D];上海工程技術(shù)大學;2015年

3 雷舒蓉;汽車空調(diào)系統(tǒng)的仿真計算研究[D];山東大學;2015年

4 趙錫錦;一種新型雙溫空調(diào)器的開發(fā)及設(shè)計研究[D];西安建筑科技大學;2015年

5 劉宜仔;換熱管內(nèi)插組合扭帶強化傳熱實驗與數(shù)值模擬研究[D];廣西大學;2015年

6 任峴樂;小型蓄冷空調(diào)系統(tǒng)末端換熱研究[D];河南科技大學;2015年

7 英鵬;煉化廢液焚燒飛灰粒子沉積與分布特征研究[D];大連理工大學;2015年

8 胡建峰;熱推力器層板換熱芯流動與傳熱分析[D];國防科學技術(shù)大學;2013年

9 陳yN;CO_2近臨界點冷卻換熱的理論分析與實驗研究[D];華北電力大學;2015年

10 張璐;貼附式毛細管網(wǎng)末端換熱的影響因素分析[D];河北工程大學;2016年

，

本文編號：893484