流體脈動(dòng)強(qiáng)化對(duì)流換熱的數(shù)值模擬.pdf

1、由于科技的發(fā)展和能源的短缺，強(qiáng)化換熱技術(shù)受到越來越多人的重視，而利用流體脈動(dòng)強(qiáng)化傳熱的方法由于有著獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，受到越來越多人的注意。國內(nèi)外很多文獻(xiàn)通過實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算的方法證明了脈動(dòng)流體能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)化換熱。 本文運(yùn)用FLUENT6.0軟件，數(shù)值模擬了管內(nèi)層流和湍流狀態(tài)的流體在恒壁溫的情況下，當(dāng)流動(dòng)入口速度為周期性變化時(shí)的流動(dòng)與換熱情況。分析了不同工質(zhì)、不同的脈動(dòng)頻率和振幅對(duì)流動(dòng)與換熱的影響，并通過對(duì)截面上的速度分布進(jìn)行了分析，以解釋

2、各種現(xiàn)象形成的機(jī)理，以期為實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用提供一定的指導(dǎo)。主要得出以下結(jié)論： 1、脈動(dòng)對(duì)換熱的影響: 在湍流情況下：換熱強(qiáng)化比隨頻率的增大先是逐漸增大，然后逐漸降低，最后趨近于某一漸進(jìn)值；隨著無因次振幅的增大逐漸增大；對(duì)于不同工質(zhì)，頻率對(duì)換熱效果的影響趨勢基本相同，但是對(duì)應(yīng)的最佳頻率不同，并且最后的漸進(jìn)值也不同。 在層流情況下，隨頻率的增大逐漸增大，值得注意的是在頻率較低時(shí)會(huì)有弱化換熱的情況；隨著無因次振幅的增大

3、先是逐漸下降然后逐漸增大，在無因次振幅較低時(shí)，會(huì)弱化換熱；對(duì)于不同工質(zhì)，頻率對(duì)換熱效果的影響趨勢基本相同，但是強(qiáng)化換熱對(duì)應(yīng)的頻率范圍不同，并且強(qiáng)化的效果也不同。 2、脈動(dòng)對(duì)流動(dòng)的影響： 在湍流情況下，沿程阻力系數(shù)增加比隨著頻率的增大先是迅速增大，然后逐漸降低，最后逐漸升高趨近于某一漸進(jìn)值；隨著無因次振幅的增大先是逐漸下降，然后逐漸增大,當(dāng)無因次振幅較低時(shí)，沿程阻力系數(shù)會(huì)低于無脈動(dòng)時(shí)的沿程阻力系數(shù)，當(dāng)無因次振幅較高時(shí)，沿

4、程阻力系數(shù)高于無脈動(dòng)時(shí)的沿程阻力系數(shù)；對(duì)于不同工質(zhì)，頻率對(duì)沿程阻力系數(shù)的影響趨勢基本相同，但所對(duì)應(yīng)的頻率不同，并且最后的漸進(jìn)值也不同。 在層流情況下，隨著頻率的增大逐漸速增大；隨著無因次振幅的增大先是逐漸增大，然后逐漸下降，最后又逐漸增大；對(duì)于不同工質(zhì)，頻率對(duì)沿程阻力系數(shù)的影響趨勢基本相同，但是所對(duì)應(yīng)的頻率不同。 3、脈動(dòng)對(duì)換熱器的性能指標(biāo)的影響： 在湍流情況下，換熱器的性能指標(biāo)E隨著頻率的增大先是逐漸降低，

5、然后逐漸增大，再逐漸降低，并且存在一定的頻率范圍，使得；隨著無因次振幅的增大逐漸增大,然后逐漸降低；對(duì)于不同工質(zhì)，頻率對(duì)性能指標(biāo)E的影響趨勢基本相同，但是所對(duì)應(yīng)的頻率不同。 在層流情況下，對(duì)于不同工質(zhì)，頻率對(duì)性能指標(biāo)E的影響趨勢不同，對(duì)于液態(tài)氨，并且隨著頻率的增大逐漸下降，而對(duì)于水，E隨頻率的增大先是逐漸增大，然后逐漸降低，并且存在一定的頻率范圍，使得。對(duì)于工質(zhì)和頻率確定時(shí)，E隨著無因次振幅的增大先是逐漸增大，然后逐漸降低。