螺紋螺旋管強(qiáng)化傳熱的數(shù)值模擬及場(chǎng)協(xié)同分析.pdf

1、能源是對(duì)國家戰(zhàn)略、經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)穩(wěn)定具有決定性影響的強(qiáng)政治、大戰(zhàn)略特性物質(zhì),尋求可持續(xù)的能源發(fā)展戰(zhàn)略和先進(jìn)的節(jié)能減排技術(shù)以應(yīng)對(duì)當(dāng)前的能源與環(huán)境問題越來越受到世界各國的高度重視。多頭錯(cuò)向旋流式換熱器是為適應(yīng)新形勢(shì)發(fā)展要求而研發(fā)出來的一種新型高效換熱器,其采用的螺紋螺旋管是一種新型的換熱元件,目前很少有關(guān)于螺紋螺旋管換熱與流動(dòng)研究的報(bào)道。
　　 論文根據(jù)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)和數(shù)值傳熱學(xué)理論建立起螺紋螺旋管傳熱與流動(dòng)的三維數(shù)學(xué)模型。對(duì)多種流體

2、介質(zhì),在寬廣的雷諾數(shù)范圍內(nèi),采用數(shù)值模擬的方法對(duì)螺紋螺旋管管內(nèi)強(qiáng)化傳熱與流動(dòng)進(jìn)行了研究,分析了螺紋螺旋管管內(nèi)傳熱與流動(dòng)的規(guī)律,為其在實(shí)際工業(yè)中的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供理論支持。
　　 首先,運(yùn)用FLUENT軟件對(duì)光管的傳熱與流阻性能進(jìn)行了數(shù)值模擬,驗(yàn)證了所用數(shù)學(xué)模型和計(jì)算方法的可行性,在驗(yàn)證可行性的基礎(chǔ)上對(duì)螺紋螺旋管進(jìn)行了大量的數(shù)值模擬研究。對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,探討了雷諾數(shù)、曲率、螺距、槽深、槽距以及流體物性參數(shù)對(duì)螺紋螺旋管傳熱與

3、阻力性能的影響,得出了一系列有益的結(jié)論。通過回歸分析,得到了螺紋螺旋管傳熱與阻力性能的準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式。
　　 其次,從速度場(chǎng)與溫度場(chǎng)相互協(xié)同的角度,對(duì)螺紋螺旋管強(qiáng)化傳熱的內(nèi)在機(jī)制進(jìn)行了進(jìn)一步研究。以場(chǎng)協(xié)同角作為強(qiáng)化傳熱場(chǎng)協(xié)同性的評(píng)價(jià)指標(biāo),探討了結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)螺紋螺旋管場(chǎng)協(xié)同性的影響。結(jié)果表明,場(chǎng)協(xié)同分析得出的結(jié)論與螺紋螺旋管傳熱與流動(dòng)的規(guī)律完全一致,利用強(qiáng)化傳熱場(chǎng)協(xié)同原理可以解釋結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化對(duì)螺紋螺旋管傳熱性能的影響。