并联细通道夹套内流量分配、流场及阻力特性研究

为探究并联弯曲细通道夹套内流体的流量分配、流场分布和阻力特性,用CFD软件对3种型号夹套内流体层流流动特性进行数值研究,分析不同细通道结构尺寸和流体进口流速对夹套内流体的流量分配、流场分布和流动阻力的影响。研究结果表明:细通道截面宽度越小(通道数越多),流量分配不均匀系数越小,流量分配越均匀;细通道内存在稳定的二次流,形式为旋向相反的二涡结构,且弯曲细通道内的流体会偏移靠近通道外壁;进出口压降随着通道截面宽度的减少(通道数增加)而增大。通道截面尺寸为1 mm×3 mm的夹套内流体流量分配均匀性最好,但其进出口压降最大。

周向平行细通道夹套的换热特性

提出一种周向平行细通道的夹套结构,采用数值方法对细通道夹套的换热特性进行研究,分析了流量、通道尺寸和数量对换热性能的影响,并与无细通道夹套进行比较.结果表明,研究范围内细通道夹套内筒壁面的平均温度和温度不平均系数分别比无细通道夹套平均低9.7 K和36.7%,且二者均随流量增大而减小;当通道高度一定时,通道宽度越小即通道数越多,内筒壁面平均温度越低,而温度不平均系数几乎不变;细通道夹套的通道数越多,同一横截面上流体温度分布越均匀,且流体温度不均匀系数随质量流量增大趋于定值;内细通道夹套的平均传热系数约为无细通道夹套的0.87~2.04倍;细通道夹套的通道数越多,传热系数越大;平均传热系数随质量流量增大而增大,当流量增加到一定程度时,其增加趋势变缓,通道数越多,变缓的趋势越明显.由模拟数据拟合出细通道夹套平均努塞尔数的关联式为Nu_(ave)=3.71696Re^(0.30341)(D_h/R_c)^(0.28574).