扭曲内肋管的换热与流阻特性分析

为了减少传热过程中的热阻,实现节能降耗,强化换热是行之有效的措施。采用异型管和肋片相结合的方式以达到强化换热的目的。通过将扭曲管和不连续斜肋相结合,建立了不同肋排数的扭曲内肋管的几何和数学模型;在给定条件下,对模型进行了验证,并进行热力性能的三维数值模拟。结果表明:在相同雷诺数Re下,加肋扭曲管的努赛尔数大于不加肋扭曲管的努赛尔数,且加肋排数越多,努赛尔数Nu越大。相同条件下,带肋的扭曲换热管的阻力系数大于无肋的换热管,加肋排数越多,阻力系数越大。带肋扭曲管的j因子要比没有加肋扭曲管大,但随着流体流速的增加,压损增加,换热性能有所下降;八排肋扭曲管的强化换热因子(j)比不加肋扭曲管提高约9%。由场协同数判定:加肋扭曲管的场协同数优于不加肋扭曲管。因此,所研究的扭曲内肋管性能更优越。

螺旋内肋扭曲管换热与流阻性能研究

将两种现行的热流强化换热技术结合起来,提出螺旋内肋扭曲管这一新型强化换热管,利用ANSYS ICEM CFD对该强化换热管进行网格划分和网格独立性考核,利用Fluent分析比较了螺旋内肋扭曲管、扭曲管和圆管3种换热管的雷诺数Re在2300~50000范围内的换热和流阻性能,得出其努赛尔数Nu、阻力系数f、等泵功准则下综合评价指标PEC及热势容差-火积耗散ΔE的变化关系,结果表明,螺旋内肋扭曲管具有优于扭曲管的综合换热性能,具有较好的研发潜力和较高的工程应用前景。

椭圆内肋扭曲管换热性能数值研究

对椭圆内肋扭曲管的传热与流阻特性进行了数值研究,分析了截面几何尺寸、内肋数n和导程S对传热和流阻特性的影响,并分析了强化传热的机理。结果表明:内肋数n对传热和流阻的影响不明显;导程S和截面尺寸对传热和流阻性能的影响很大,导程S越小,椭圆压扁程度越大,传热效果越好;螺旋内肋进一步强化了对流传热。