隨著國內(nèi)外對(duì)節(jié)能要求不斷提高,發(fā)展高效的熱量傳遞方法成了研究重點(diǎn)。在傳熱表面加裝渦流發(fā)生器作為一種常見的強(qiáng)化換熱技術(shù),利用渦流發(fā)生器在流道中誘導(dǎo)渦旋來破壞流動(dòng)邊界層,減小換熱熱阻,提高換熱設(shè)備效率,因此獲得了廣泛的研究與應(yīng)用。本文主要利用數(shù)值模擬方法對(duì)矩形槽道內(nèi)加裝不同開槽渦流發(fā)生器在穩(wěn)態(tài)流動(dòng)和脈動(dòng)流動(dòng)情況下的強(qiáng)化換熱及流動(dòng)阻力特性進(jìn)行了分析,分析了開槽渦流發(fā)生器在不同流動(dòng)狀態(tài)下的強(qiáng)化換熱機(jī)理。本文首先利用在矩形管道中梯形渦流發(fā)生器流場(chǎng)信息并結(jié)合強(qiáng)化換熱光管擬合公式驗(yàn)證計(jì)算網(wǎng)格和數(shù)值模擬模型,對(duì)所使用邊界條件及湍流模型進(jìn)行了驗(yàn)證。利用數(shù)值模擬對(duì)矩形通道內(nèi)分別加裝開槽、凸型、梯形以及開孔渦流發(fā)生器四種情況進(jìn)行了流動(dòng)和換熱分析,分析了流動(dòng)速度、溫度分布、渦核結(jié)構(gòu)無量綱渦強(qiáng)度及努塞爾數(shù)Nu和摩擦因子f,發(fā)現(xiàn)開槽渦流發(fā)生器在提高最大的管內(nèi)換熱能力的同時(shí)還能在一定程度上減小流動(dòng)阻力損失,增強(qiáng)換熱效率,較少能量消耗。其次,本文研究了改變開槽渦流發(fā)生器結(jié)構(gòu)對(duì)強(qiáng)化換熱及流阻特性影響進(jìn)行分析,計(jì)算了在不同進(jìn)口雷諾數(shù)下不同開槽渦流發(fā)生器寬度和高度的特性（5個(gè)進(jìn)口雷諾數(shù),5組開槽寬度,13組開槽高度,共計(jì)3... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１不同類型換熱器??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｈｅａｔ?ｅｘｃｈａｎｇｅｒ??

?１緒論???能渦旋單元，也被稱為髙性能靜態(tài)混合器。這是一種加工方便，高效率的渦流發(fā)??生器，廣泛用于化工及能源領(lǐng)域。這種梯形片能夠通過擾動(dòng)流場(chǎng)，改變其流動(dòng)特??征產(chǎn)生發(fā)卡渦和流向渦［５８］，產(chǎn)生的渦旋結(jié)構(gòu)能夠提升整個(gè)管道中的湍動(dòng)能以及??湍動(dòng)能耗散率，達(dá)到破壞和減薄邊界層的Ｂ的，如圖１－２［５９］所示。ｉｆ其他工業(yè)靜??態(tài)混合器相比，高性能渦旋靜態(tài)混合器可以在湍流混合和傳質(zhì)中獲得更髙的效率??［６０．６１］??Ｏ??Ｈａｉｒｐｉｎ?ｖｏｒｔｉｃｅｓ??圖１－２梯形渦流發(fā)生器后產(chǎn)生的不同渦結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｄｉｆｌｆｅｒｅｎｔ?ｖｏｒｔｅｘ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｂｅｈｉｎｄ?ｔｒａｐｅｚｏｉｄａｌ?ｖｏｒｔｅｘ?ｇｅｎｅｒａｔｏｒ??窗性能禍旋靜態(tài)混合器最早在１９９８年由Ｃｈｅｍｉｎｅｅｒ－Ｋｅｎｉｃｓ開發(fā)完成，圓為??其具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、流動(dòng)阻力孝高效混合效率、壓力損失小以及加工制造相??對(duì)容易等特點(diǎn)，在＿工業(yè)中有了很大應(yīng)用６??為了得到更高的混合效率和換熱能力，許多研究者研究了高牲能渦旋靜態(tài)混??合器中渦流發(fā)生器的排布和布置情況來得到更好的綜合換熱效果［６２，６５］。為了更好??的指導(dǎo)ｉ業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用問題，許多研宄者通過數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)的方法研究??了渦旋的相關(guān)結(jié)構(gòu)和傳熱特性來更好的探宄影響強(qiáng)化換熱的機(jī)理。Ｙａｎｇ等等??利用時(shí)間序列粒子圖像測(cè)速方法（ＰＩＶ）研宄了通過單個(gè)矩形片渦流發(fā)生器的流??場(chǎng)形態(tài)，簠點(diǎn)：研究了其瞬時(shí)速度嘗渦旋位置、速度剖面、賃諾剪切應(yīng)力、湍流??耗散率來分析其發(fā)卡渦機(jī)理?＞結(jié)果表明渦流引起的近壁黏性流體向上游直接噴射??的現(xiàn)象對(duì)發(fā)卡渦的流動(dòng)動(dòng)態(tài)變化很重要，它可以増

?１緒論???確性。??（２）利用驗(yàn)證的數(shù)值模擬，分析開槽渦流發(fā)生器與常規(guī)渦流發(fā)生器結(jié)構(gòu)（凸??型，梯形，開孔）的流動(dòng)與換熱特性差異。??（３）研究渦流發(fā)全器開槽結(jié)構(gòu)參數(shù)（開槽寬度、開槽深度）對(duì)強(qiáng)化換熱和??流動(dòng)特性的影響，建立努塞爾數(shù)（ＭＤ、摩擦Ｓ子（／）、綜含換熱＿子（ＰＥＣ）等??與開槽寬度和深度的預(yù)測(cè)關(guān)系式。??（４）在上述研究的基礎(chǔ)上，開展渦流發(fā)生器親合脈動(dòng)流對(duì)強(qiáng)化換熱和流動(dòng)??特性的影響研究，得出不同脈動(dòng)頻率對(duì)換熱和流動(dòng)特性的影響規(guī)律。??依據(jù)上述的主要研究?jī)?nèi)容，本文的技術(shù)路線如圖１－３所示。??主要內(nèi)容??！????１?ｊ??對(duì)比驗(yàn)證?ｊ?ｒ＊深產(chǎn)?ｉ?開??「７?ｎ?對(duì)比分析｜｜?＾?ｉ?槽??：｜?ＣＦＤ模擬｜?！?ｒ－——｜｜不同結(jié)構(gòu)參數(shù)｜?Ｍ??卜模擬?ＶＧ對(duì)比ｈ????｜￣｜?＇奴??｜丨讀麵｜?Ｉ?Ｌ?１?ｉ｜不同操作參數(shù)Ｍ圭??｜＿???Ｓ?！??１?器??＾ｉ?＿?ｉ?＿ｉ?Ｌ脈動(dòng)流ｉ?的??ｉ??ｈ?管??????ｒｔ??方法丨?＿?主要結(jié)果?＿?｜??｜｜相關(guān)性分析１?｜｜強(qiáng)化換熱性能｜??１｜可視化渦ｑ準(zhǔn)則｜｜?＾１—流動(dòng)特征—１｜—＊?｜??：?．！?Ｉ，?．Ｉ??丨?函數(shù)擬合?ｉ?ｊ函數(shù)預(yù)測(cè)關(guān)聯(lián)式丨?拚??ｉｌ?ｖ?ｉｌ?ｖ?＼％??圖１－３研宄技術(shù)路線??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏａｄｍａｐ??９??

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
[1]Pearson相關(guān)系數(shù)評(píng)價(jià)混合工質(zhì)與納米流體換熱特性的應(yīng)用研究[D]. 姜豐.天津大學(xué) 2018
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本文編號(hào)：3524639