间隔同轴交叉扭带强化润滑油传热特性数值研究

滑油冷却器是核动力装置中一类不可或缺的换热器。运用强化传热技术可增强润滑油的传热、减小换热器的体积。为了增强传热管内润滑油的传热,本文提出了一种新型的规则间隔同轴交叉扭带。采用CFD方法,在间距率0.5~3.0的范围内,对圆管内插规则间隔同轴交叉扭带的管内传热系数与阻力系数进行了分析。结果表明,在雷诺数为40~1050的层流条件下,规则间隔同轴交叉扭带能够显著提高管内润滑油的对流传热系数,可达光管的2~5倍。而且,随着间距率的减小,虽然对流传热系数和阻力系数均随之增大,但是综合评价准则数仍随之增大。当间距率为0.5时,评价准则数最大可达2.98。

同轴交叉三扭带强化单相流体对流换热特性分析

核动力装置的非能动安全系统采用了大量的各类换热器。在自然循环条件下,换热器内的流动较弱,换热系数较低,处于层流状态。为了强化换热器的换热效果,提出了一种新型扭带——同轴交叉三扭带(CCTTT),并对换热管内插入不同扭率(2、3、4、∞)的CCTTT以强化水的换热效果进行了数值模拟研究。结果表明,在雷诺数Re=40~1200的范围内,CCTTT能有效强化换热器内流体的单相对流换热。随着扭率的减小,CCTTT的强化换热效果增强,评价准则数(PEC)增大。扭率为4.0的CCTTT的PEC是2.02,而扭率为2.0的CCTTT的PEC可达2.64。通过与其他工作介质比较发现,相同Re时,随着流动工质普朗特数的增大,CCTTT的PEC均增大。