管内周期性自旋流的强化传热实验

对间隔插入旋流片管内周期性自旋流的传热与流阻性能进行了实验研究,并比较了4种类型的旋流片及其不同旋流片间距的强化传热性能。结果表明,最佳旋流片间距Lp均在33d左右,旋流片强化传热的综合效果从大到小依次为:旋转角α=180°及旋流角β=20.3°的旋流片、旋转角α=270°及旋流角β=20.3°的旋流片、旋转角α=180°及旋流角β=38.1°的旋流片、旋转角α=270°及旋流角β=38.1°的旋流片。     

缩放管夹套间传热性能研究及场协同分析

对缩放管夹套间空气强化传热进行了数值模拟和试验研究,并从场协同角度研究了缩放管强化传热机理。结果表明,在流体的收缩段,速度场与温度梯度场的夹角较小,在流体的扩张段,两者的夹角接近90°,因此流体收缩段的场协同程度比扩张段好;在相同条件下,3种强化管的平均传热系数均大于光管,缩放管2的传热系数稍大于缩放管1,横纹管的最小;缩放管的传热系数在凹槽开始和结束时均出现峰值,在凹槽结束位置其值最大;缩放管凹槽前后的温度梯度与速度场之间的夹角较小,场协同程度较好。因此,缩放管有较好的综合传热效果。     

强化传热的场协同理论研究进展

概述了场协同原理的研究进展,从理论角度分析了速度场与温度梯度场协同程度的改变会影响强化传热的效果,阐述了验证场协同原理的两种方法和场协同原理在实际中的应用。由唯象理论导出了多场协同与强化换热的关系,概述了多场协同强化换热的研究进展。     

夹套间缩放管传热性能研究及场协同分析

利用FLUENT软件对光管和缩放管夹套间空气对流传热进行了数值模拟,结果表明:缩放管有较好的综合强化传热性能;还应用场协同理论分析了缩放管强化传热机理,发现缩放管由于收缩的变化导致空气流经凹槽前后时其速度场和温度梯度场之间的夹角较小而产生较好的协同作用,从而强化传热。最后,通过实验验证了数值模拟的可行性。     

波纹管与缩放管传热性能比较及场协同分析

利用FLUENT软件对波纹管、缩放管和光管夹套间空气对流传热进行了数值模拟,结果表明波纹管有较好的综合强化传热性能。应用场协同理论分析了波纹管、缩放管强化传热机理,发现在波纹管波峰下游处,温度梯度和速度场之间的夹角变小,纵向速度场和温度梯度场更加均匀,协同程度最好,从而强化传热。通过实验验证了数值模拟的可行性。     

折流元件及其间距对螺旋缩放波纹管管外冷凝强化传热性能的影响

研究了水平螺旋缩放波纹管管外的冷凝传热性能,考察了两种折流元件及其间距对总传热系数和冷凝传热膜系数的影响。实验结果表明,折流栅换热器优于折流板换热器,并且在折流栅间距为200mm时获得最好的传热效果,相对折流板换热器,折流栅换热器的总传热系数和冷凝传热膜系数最大分别可提高50%及142%。     

螺旋槽管脉冲流传热数值及场协同分析

通过数值模拟计算,研究了在螺旋槽管内通入脉冲流后的强化传热机理.结果表明,脉冲流动能引起出口压力呈周期性波动,波动幅度随脉冲流频率的增大而增大;脉冲流动能够使流体在螺旋槽管管壁附近产生漩涡,并出现周期性的生成、漂移和脱落,漩涡的作用增强了流体的径向扰动和相对扰动;脉冲流动能够改善速度场与温度梯度场之间的协同程度,产生强...     

含旋流片缩放管内流动与传热数值模拟

在缩放管内间隔插入多个旋流片的通道中,流体流动呈现周期性自旋流.用数值模拟方法对含旋流片缩放管内旋流片间距对空气湍流流动和传热的影响进行了分析,得到了管内流场和温度场以及传热膜系数、单位长度压降与雷诺数的关系,以获得较佳的复合传热性能.     

自然对流垂直管内插旋流片的强化传热研究

以水为工质,采用Fluent软件,对垂直放置的缩放管内插旋流片的自然对流换热进行了数值模拟分析,对光滑管、光滑管内插旋流片、缩放管和缩放管内插旋流片4种管道的传热情况进行对比,并将模拟值与实验值进行比较,两者的结果基本吻合。模拟结果表明,4种换热管中,缩放管内插旋流片水的传热系数最大,传热强化综合因子达到4以上;缩放管配合旋流片能加强壁面附近流体的扰动,又能使管内中心流体形成较强的漩涡流,加强壁面与管内中心流体的热量交换;减小速度场与温度场之间的夹角是增强传热性能的一个重要因素,缩放管内插旋流片的场协同角的体积平均值最小,因此缩放管内插旋流片的速度场和温度场协同程度更高,更有利于传热。     

振动圆管内对流传热特性及场协同分析

采用FLUENT动态网格技术,研究了某型固定管板式热交换器两折流板间换热圆管在振动条件下管内流体的流动与传热特性,分析了不同振动参数对传热性能的影响。在文中计算工况下,数值计算结果及场协同分析表明,振动能强化传热,且其传热效果随振动频率和振幅的增加而增强,传热强度最多提高71％。在半周期内,时相位为90°时管内传热性能最好。在同一振动参数下,雷诺数越小,强化效果越好。对每一来流速度,存在临界振幅和频率,低于临界值不能强化传热。     

插入物对新型换热器传热性能的影响

在新型换热器--自支撑矩形缩放管换热器的基础上,利用Fluent数值模拟方法,研究了在其壳程内分别插入传统插入物(旋流片)和新型插入物(折板)后传热性能与流动特性的变化,研究的雷诺数(Re)变化范围为27900~41900。结果表明,与空管缩放管换热器相比,插入旋流片和折板的换热器壳程的传热系数随Re的增大分别增加了31.07%~33.08%和38.01%~46.74%;插入物在提高传热系数的同时也引起了通道内压降的增大,插入旋流片和折板时通道内压降分别增加了69.32%~77.42% 和 68.49%~87.16%;插入折板后壳程通道内的综合传热性能最好,其次是插入旋流片的,无插入物时则最差。提高换热器传热性能的关键是要改善通道两侧缩放管处的传热性能,减小速度场与温度场间的协同角是增强换热器传热性能的一项重要措施。     

电场强化气体对流传热研究进展与场协同原理

全面论述了国内外利用电水动力学强化气体对流传热的研究进展情况,分别从理论和实验两个方面分析电晕放电对电水动力学强化传热的影响,指出了当前研究中的问题,对以后的研究提出了建议。介绍了场协同原理及应用该原理分析电场作用下通过流场和温度场的协同进行强化传热的问题。     

管束排列及管间距对换热器传热性能的影响

通过改变圆形翅片管换热器管束排列及管间距的传热性能实验,得到雷诺数(Re)、纵向管间距(S_l)及管束排列方式对圆形翅片管换热器传热性能的影响,再利用数值模拟方法分析这3个因素影响的原因。结果表明,圆形翅片管换热器的努赛尔数(Nu)及阻力系数(f)均随Re的增加而增加,且增加趋势逐渐下降。增大S_l可提高顺排圆形翅片管换热器的传热性能,但是提高幅度随S_l的增加而减小,在S_l为110 mm时换热效果最好;增大S_l反而会降低叉排圆形翅片管换热器的传热性能,其换热效果在S_l为66 mm时最好。相对于顺排方式,叉排圆形翅片管换热器的换热效果更好。速度场与温度场间的协同角度大小、回流区面积及尾流涡尺度大小与换热器传热性能的提高有关,可以从这3个方面进行分析,以寻找改善换热器结构的途径。     

内外流动介质下强化换热管耦合传热数值模拟

以强化换热管为研究对象,建立了以水为介质的轴对称数值模型。应用计算流体软件CFX对光管及2种强化换热管（缩放管、波纹管）的传热特性及流动规律进行数值研究。结果表明,数值计算得到的光管总传热系数数值与经验公式计算结果吻合很好。与光管相比,强化换热管壁面结构改变了流体的流动状况,对流道的流场产生重要影响。在相同流动条件下,缩放管与波纹管的总传热系数数值均有较大程度的提高,强化作用明显。为此类产品的进一步理论研究和分析方法推广提供了依据。     

管内气体侧扭带阻力特性及强化传热特性

利用Pro/e软件建模得到扭带模型,采用Fluent软件对换热管内的流场进行模拟,研究了扭率(Y)分别为12.0,8.5,5.0的扭带在管内的阻力特性和强化传热特性。实验结果表明,选择网格数为8.13×106的扭带模型较适宜。插入扭带管的管内压降大于光管的管内压降,随雷诺数(Re)的增大,管内压降增大,且Y越小管内压降越大。插入扭带后,随Y的减小,达西摩擦因子(λ)不断增大。Y越小,管内流体的二次流流速越大,温度场与速度场协同的程度更好,换热效果得到强化。所建立的拟合曲线λ=3.328Re-0.286Y-0.394和Nu=0.115 4Re0.707 7Pr0.333Y-0.078 75(Nu为努赛尔数,Pr为普朗特数)拟合度高,利用λ,Nu,Re,Y关联式可进行扭带选型。