辊道窑尾部热交换器传热特性及涡流强化

辊道窑烟气余热回收作为建陶企业节能降碳重要技术举措,回收烟气离不开热交换器。为提升AlN陶瓷换热器的流动传热性能,分析了翅片管AlN陶瓷换热器的热阻占比,通过建立翅片管AlN陶瓷换热器的流动传热模型,模拟研究了翅片间距、翅片厚度、管间距和涡流发生器对换热器流动传热性能的影响。结果表明:AlN换热器管外空气换热热阻为主要热阻,占比达到85%以上;当翅片间距、管横向间距、管纵向间距增大时,Nu增大,压降减小,三者对Nu值和压降影响较大;当翅片厚度增大时,Nu减小,压降增大,但翅片厚度对Nu值和压降影响较小;在所模拟的结构参数中,当翅片间距为5 mm、翅片厚度为1.2 mm、管横向间距为12 mm、管纵向间距为16 mm时,AlN陶瓷换热器综合性能最好。相同计算工况下,与光管AlN陶瓷换热器相比,翅片管AlN陶瓷换热器的总传热系数提升了378.24%~466.41%,与翅片管AlN陶瓷换热器相比,涡流发生器翅片管AlN陶瓷换热器的总传热系数提升了32.78%~88.76%。

接触界面微通道内纳米流体流动及传热模拟研究

基于计算流体力学的数值仿真方法,对Al_(2)O_(3)-水纳米流体在切削接触界面微通道的层流流动与传热开展了研究,对比分析了在不同的体积分数和雷诺数下纳米流体的强制对流换热特性。结果表明:流体中纳米颗粒的加入对切削接触界面微通道的流速影响很小,但改善了流体的导热系数,造成纳米流体与壁面的对流换热效果明显,且纳米颗粒的体积分数越大,换热效果越好;换热系数和努塞尔数在雷诺数较小时(Re=0~100)随雷诺数快速增加,在雷诺数较大时(Re=100~500)随雷诺数缓慢增加,高雷诺数时的换热效果明显高于低雷诺数时;研究范围内,在相同的纳米颗粒浓度下,流体对流换热系数增加的幅度要大于纳米流体导热系数的增加幅度。