矩形通道中斜截半椭圆柱面传热和流阻数值模拟

在雷诺数Re=7000～26800范围内,对布置单排1对斜截半椭圆柱面的矩形通道内空气传热和流动特性进行三维数值模拟,用无量纲数R分析斜截半椭圆柱面斜截角α、攻角β、高度h、距入口间距S、前缘间距s、布置方式对其在通道内强化传热和流阻综合性能的影响。结果表明,在计算条件下,α=20o、β=15o、h=5 mm、S=100 mm、s=30 mm、渐扩式布置(前缘低后缘高、凹面相对)的斜截半椭圆柱面在通道内的强化传热和流阻综合性能最好。斜截半椭圆柱面在通道内产生的端部涡系对其强化通道内传热和流体流动结构的改变发挥了重要作用。

带斜截半椭圆柱面空冷器的传热和流阻特性数值模拟

在Re=400~2200范围内,对管后分别布置一对斜截半椭圆柱面和三角形小翼涡流发生器的顺排和叉排翅片圆管空冷器气侧传热和流阻性能进行数值模拟。结果表明两涡流发生器强化传热效果相当。由于流线型设计,斜截半椭圆柱面在顺排管和叉排管空冷器中产生的流阻分别比三角形小翼低0.07%~2.53%和1.51%~5.31%,在叉排管空冷器中,两涡流发生器在较高Re下均具有流动减阻效果,斜截半椭圆柱面最多可减阻6.40%,三角形小翼最多可减阻4.39%。顺排管空冷器中斜截半椭圆柱面综合性能R=（j/j0）/（f/f0）值在Re〉700时比三角形小翼高0.68%~4.36%,叉排管空冷器中斜截半椭圆柱面综合性能R值比三角形小翼高0.79%~4.78%;斜截半椭圆柱面在叉排管空冷器中的综合性能R值比其在顺排管空冷器中高3.11%~28.38%。

几种涡流发生器对矩形通道流阻和传热性能影响的数值模拟

在雷诺数Re=7 000～26 800范围内,对矩形通道分别布置单排一对斜截半椭圆柱面、矩形小翼等6种涡流发生器的强化传热效果和压降特性进行数值模拟,并用综合评价因子对比分析各涡流发生器强化传热与流动阻力综合性能。结果表明,斜截半椭圆柱面综合性能最好,分别比矩形小翼、斜截半圆柱面、斜截半椭圆柱体高11.40%～21.88%、1.98%～2.11%、2.53%～3.50%;具有较小迎流截面和流线型设计的斜截半椭圆柱面产生的流阻最低,最高可比矩形小翼低22.45%,比斜截半圆柱面和斜截半椭圆柱体略低。斜截半柱面是一种具有较低阻力损失和较好综合性能的新型涡流发生器。