内置螺旋弹簧换热管的换热研究

采用自行设计的套管传热实验装置及流程 ,进行了内置螺旋弹簧换热管的换热性能实验研究。实验研究结果表明 ,换热管内置螺旋弹簧时总的传热系数K值比无弹簧时要大 ,说明内置弹簧可提高换热效果 ,且弹簧振动时 ,传热系数达到最大 ;在相同当量流量情况下 ,换热管内置弹簧可明显增加管内阻力降 ,且阻力降受弹簧刚度和长度影响 ,但弹簧振动时阻力降趋于一致 ;弹簧与换热管内壁的摩擦可缓解管内壁结垢 。

基于粒子成像测速技术的内置螺旋弹簧换热管内流场研究

采用粒子成像测速技术研究了换热管内置螺旋弹簧时的流场特性以及螺旋弹簧的参数对管内流场的影响。结果表明,在管内设置螺旋弹簧有十分明显的扰流效果,不仅增加了管内流体的漩涡强度,而且加快了管内流体的流动速度;内置螺旋弹簧管内流体的径向速度呈M型波动;内置螺旋弹簧的中径、节距以及簧丝直径是影响流场变化的主要因素。

纳米流体在内置弹簧管中的流场特性

针对Al2O_3-蒸馏水纳米流体在内置螺旋弹簧管中流场特性问题,运用粒子成像测速仪(PIV)对不同质量分数的Al2O_3-蒸馏水纳米流体与蒸馏水在内置螺旋弹簧管中的流场进行了观测分析。获得了不同质量分数的纳米流体在不同雷诺系数下的速度场和涡量图。结果表明:一定质量分数的纳米流体在内置螺旋弹簧换管中明显增强了流体边界层流体的扰动,纳米流体主流区的流速相比蒸馏水入口处提升了29%。在相同雷诺系数条件下纳米流体的轴向速度梯度更大,同时在纳米流体与弹簧管相互耦合作用下,管壁处的涡量是管中心处的4倍。说明Al2O_3-蒸馏水纳米流体对于内置螺旋弹簧换热管对流换热的强化具有促进作用。