插入擾流元件換熱器換熱特性數值模擬研究.pdf

1、近年來由于生產和科學技術發(fā)展的需要，換熱器強化傳熱技術已得到較大的發(fā)展，并且廣泛地應用于工業(yè)生產的各個領域，研究其性能以便設計出更新穎的高效換熱器，是高效利用能源及開展節(jié)能減排的有效措施。 本文開發(fā)了一種新型插入擾流元件管式換熱器，并利用Fluent商業(yè)軟件在不同雷諾數條件下，對九種不同結構尺寸的插入擾流元件換熱管的換熱及流動特性進行了三維數值模擬。 首先，通過模擬和分析流道內流體溫度場、壓力場和速度場，得到擾流元件換熱

2、管的強化換熱機理。通過改變彎曲弧度和列間距設計了九種不同結構形式的模型，對這九種模型進行數值模擬和數據分析，并繪出各種情況時換熱管的參數曲線圖，從而得出彎曲弧度和列間距對換熱管換熱及流動特性的影響，以及其換熱和流動阻力達到最佳匹配時擾流元件最佳彎曲弧度和列間距組合。 其次，將擾流元件換熱管和光管在相同條件（雷諾數Re=391～11720）下的換熱與流動特性進行模擬計算，通過對模擬結果的對比分析，證明了擾流元件換熱管具有較好的強化

3、換熱效果。通過與實驗數據的比對，得出數值模擬結果與實驗結果基本吻合的結論，從而驗證了數值模擬的可靠性。 最后，將優(yōu)選出的最佳規(guī)格擾流元件換熱管和波紋管（波長/波高即λ/H=7.0）的換熱與流動特性進行了綜合評價與分析，得出：在考慮泵功率消耗的情況下，擾流元件換熱管在雷諾數Re=1600～4800時的換熱效率比波紋管略高，在雷諾數Re≤1600和Re≥4800時，與波紋管的換熱效率很接近。但插入擾流元件換熱管在制造工藝上具有加工方