圆管束中导流器对其自然对流换热的影响

对无限大空间中5根同规格圆管组成的圆管束在管间放置导流器的自然对流换热进行了数值模拟研究。考虑了Ra在10^(3)~10^(4)范围内,导流器偏转角为0°~60°,圆管间距为2~4倍圆管直径的自然对流换热,分析了5根圆管的局部Nusselt数(Nu_(loc))和平均Nusselt数(Nu_(ave))。研究结果表明,导流器对管束结构的自然对流换热影响体现在两方面:一是对导流器下方圆管而言相当于障碍物削弱其换热,二是对导流器上方圆管而言隔绝了下方羽状流的影响,从而增强系统的整体换热。在圆管间距较大时,与无导流器的圆管束相比,C1~C4各圆管换热下降趋势明显放缓,并且从C4、C5圆管换热趋势上升,系统整体换热增强。圆管间距S=2D,Ra=10^(3),导流器主要起障碍物的作用,削弱C1~C4各圆管换热,导致系统整体换热下降。当导流器偏转角度为45°时系统换热达到最大值,较无导流器时换热最多有着21%的提升。