隨著能源的日益緊缺,以提高能源利用效率為目的的高效節(jié)能換熱器已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。對(duì)流換熱強(qiáng)化技術(shù)中的被動(dòng)強(qiáng)化技術(shù)因無(wú)需外部提供動(dòng)力,因此被廣泛應(yīng)用于換熱設(shè)備中。本文在凸胞凹坑板式換熱器的基礎(chǔ)上,提出在圓形光滑管表面上交錯(cuò)均勻沖壓出一定深度的凸胞形成凸胞換熱管,以提高換熱效率。首先,本文在以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證計(jì)算模型正確的基礎(chǔ)上分析了凸胞管的強(qiáng)化換熱機(jī)理,隨后研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)及排列方式對(duì)凸胞管內(nèi)部換熱及流阻性能的影響并對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化,最后對(duì)凸胞管與螺旋槽管、橫紋槽管的性能進(jìn)行了對(duì)比。主要研究結(jié)果如下:（1）以錯(cuò)排凸胞管為例建立物理和數(shù)學(xué)模型,將模擬結(jié)果與文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證計(jì)算模型的正確性;將凸胞管與光滑管進(jìn)行對(duì)比,從速度場(chǎng)、湍動(dòng)能及場(chǎng)協(xié)同理論分析凸胞管的強(qiáng)化傳熱機(jī)理。結(jié)果表明:相較于光滑管,凸胞管的換熱性能提高了 14.93～25.87%,流動(dòng)阻力平均增加了 1 8.17%;由傳熱機(jī)理分析可知,流體經(jīng)過(guò)凸胞時(shí)可產(chǎn)生垂直于主流方向的二次流,減小了速度場(chǎng)與溫度場(chǎng)的場(chǎng)協(xié)同角,提高了熱傳遞效率。（2）從單因素、多因素分別研究了凸胞結(jié)構(gòu)參數(shù)、流動(dòng)參數(shù)對(duì)換熱及流阻性能的變化規(guī)律,并... 

【文章來(lái)源】：陜西科技大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－５扭曲管示意圖??Ｆｉｇ．?１－５?Ｔｗｉｓｔｅｄ?ｔｕｂｅ??扭曲管可以用于大部分常見(jiàn)的管殼式換熱器，節(jié)�。玻叮担�？５１％的傳熱面積，產(chǎn)生??

速度嘗??溫度嘗湍動(dòng)能及場(chǎng)協(xié)同理論等方面分析凸胞管的強(qiáng)化換熱機(jī)理。??２．１物理模型??本文研宄的凸胞換熱管是以凹凸板式換熱器為基礎(chǔ)上提出來(lái)的，在圓形光滑管的表??面上交錯(cuò)均勻沖壓出一定深度的凸胞而得到的。通過(guò)Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ三維建模軟件建立的幾??何模型，換熱管的總長(zhǎng)度為５２０ｍｍ，直徑為２０ｍｍ，取實(shí)際工程中換熱管的８?jìng)�(gè)周期作??為研究對(duì)象，為了維持管內(nèi)的湍流狀態(tài)，在進(jìn)出口分別接了?８０ｍｍ的光滑管，主要參數(shù)??為凸胞半徑ｒ、凸胞深度／；及凸胞節(jié)距；７，結(jié)構(gòu)示意圖及模型圖如圖２－丨所示??，???—￣???ｉ?ｉｉ?ｎ?ｎ?ｎ?�。�?：?ｎ?ｐ?ｎ?ｎ?ｒ?ｒ?ｉ?；?ｉ?？?丨?＿??Ｐ?＼??ｉ??圖２－丨凸胞換熱管的幾何模型??Ｆｉｇ．２－１?Ｇｅｏｍｅｔｉｙ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ａ?ｒｏｗ?ｏｆ?ａｌｉｇｎｅｄ?ｃｏｎｖｅｘ?ｈｅａｔ?ｅｘｃｈａｎｇｅ?ｔｕｂｅｓ??２．２數(shù)學(xué)模型??２．２．１湍流模型??自然界中流體主要有層流和湍流兩種流動(dòng)狀態(tài)，可以通過(guò)雷諾數(shù)來(lái)判斷。層流??指流體各質(zhì)點(diǎn)沿平行于主流的方向運(yùn)動(dòng)，不存在垂直于主流方向的運(yùn)動(dòng)，流動(dòng)過(guò)程中的??１５??

?陜西科技大學(xué)碩士學(xué)位論文???處的流動(dòng)過(guò)程比較復(fù)雜，為了更精確地分析凸胞管對(duì)換熱及流阻的影響，特對(duì)凸胞處的??網(wǎng)格進(jìn)行加密，結(jié)果如圖２－３所示。??１３０?１〇．２５??－＊?／??１，５?－????－０．２０??？１００??８５?－?－?〇．１５??７０?－??０．４?０．８?１．２?１．６＇１０??Ｅｌｅｍｅｎｔ?ｓｉｚｅ（ｍｍ）??圖２－２不同網(wǎng)格尺寸對(duì)努賽爾數(shù)■、阻力系數(shù)／的影響??Ｆｉｇ．２－２?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｇｒｉｄ?ｓｉｚｅｓ?ｏｎ?Ｎｕｓｓｅｒ?ｎｕｍｂｅｒ?Ｎｕ?ａｎｄ?ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ?ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ／??０．０＾?１５；＾?３０－０Ｃ０?（ｍｍ）??７ＪＳ００?２２５００??圖２－３凸胞處網(wǎng)格劃分示意圖??Ｆｉｇ．２－３?Ｍｅｓｈ?ｄｉｖｉｓｉｏｎ?ａｔ?ｃｏｎｖｅｘ?ｃｅｌｌｓ??２．４計(jì)算方法驗(yàn)證??本文主要采用數(shù)值模擬的方法進(jìn)行分析研究，為了驗(yàn)證數(shù)值模擬方法及設(shè)置的正確??性，本節(jié)在雷諾數(shù)／＾＝丨３丨３６？５２５４４的范圍內(nèi)，采用章節(jié)２．２．４中介紹的數(shù)學(xué)模型與邊??界條件，對(duì)文獻(xiàn)ｍ中提供的光滑管（結(jié)構(gòu)參數(shù)０１５．８８ｘ０．８，長(zhǎng)度為５２０ｍｍ）進(jìn)行模擬，??將模擬結(jié)果得到的努賽爾數(shù)Ａ＾、阻力系數(shù)／與文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果、經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式（Ｇｍ’ｅｌｉｎｓｋｉｖ??經(jīng)驗(yàn)公式、布拉休斯公式）進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證結(jié)果如圖２－４所示。??Ｇｎｉｅｌｉｎｓｋｉｖ?公式Ｉ５２］：??ｖ?（／／８）（辦－１０００）Ｐｒ?ｒｉ?，』＂、奶?＾??＾?＝?１?＋?１２．７＾（＾－７）［１?＋?（＾?私?（８）??式中：??Ｉ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]Y型內(nèi)肋換熱管的強(qiáng)化換熱特性研究[D]. 賈夢(mèng)川.西安電子科技大學(xué) 2018
[2]螺旋內(nèi)肋扭曲管換熱器性能分析及多目標(biāo)優(yōu)化研究[D]. 谷帆江.鄭州大學(xué) 2016
[3]內(nèi)螺紋扭曲管換熱器強(qiáng)化傳熱與流阻性能研究及其工程應(yīng)用[D]. 張立振.華東理工大學(xué) 2013
[4]凹坑凸胞板式換熱器性能的數(shù)值研究[D]. 梁珍祥.鄭州大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3624002