化工学报
化工學報
화공학보
JOURNAL OF CHEMICAL INDUSY AND ENGINEERING (CHINA)
2013年
11期
3976-3984
,共9页
梯形翼片%纵向涡%圆管
梯形翼片%縱嚮渦%圓管
제형익편%종향와%원관
trapezoid-winglets%longitudinal vortices%tube
诱导流体产生纵向涡结构可以有效强化对流换热,因此研究纵向涡发生器的扰流特性对于深化强化传热机理具有重要意义.利用粒子成像测速(PIV)技术,对圆管内置梯形翼片扰流后的流场进行了测量,实验中4个梯形翼片沿周向均布,与管壁夹角135°呈迎流放置,分析了横、纵截面内的流场结构和流动特点.结果显示,管内放置翼片能够诱导形成多纵向涡流动,在下游产生了4个对称的涡偶,每个涡偶对应的两个涡旋转方向相反,形成了内侧向壁流,外侧背壁流的流动结构,增大了垂直于主流方向上的速度分量.实验涉及的Reynolds数范围内,翼片下游横截面内的横向速度和径向速度分别达到主流均速的27％和20％以上;纵向涡沿壁面向下游发展可对流体产生持续扰动,使近壁流体的速度相对于光滑管提升了约1.0～3.6倍;翼片对流体的扰动作用随着Reynolds数的增大而增强,对于圆管内对流换热的强化具有促进作用.
誘導流體產生縱嚮渦結構可以有效彊化對流換熱,因此研究縱嚮渦髮生器的擾流特性對于深化彊化傳熱機理具有重要意義.利用粒子成像測速(PIV)技術,對圓管內置梯形翼片擾流後的流場進行瞭測量,實驗中4箇梯形翼片沿週嚮均佈,與管壁夾角135°呈迎流放置,分析瞭橫、縱截麵內的流場結構和流動特點.結果顯示,管內放置翼片能夠誘導形成多縱嚮渦流動,在下遊產生瞭4箇對稱的渦偶,每箇渦偶對應的兩箇渦鏇轉方嚮相反,形成瞭內側嚮壁流,外側揹壁流的流動結構,增大瞭垂直于主流方嚮上的速度分量.實驗涉及的Reynolds數範圍內,翼片下遊橫截麵內的橫嚮速度和徑嚮速度分彆達到主流均速的27％和20％以上;縱嚮渦沿壁麵嚮下遊髮展可對流體產生持續擾動,使近壁流體的速度相對于光滑管提升瞭約1.0～3.6倍;翼片對流體的擾動作用隨著Reynolds數的增大而增彊,對于圓管內對流換熱的彊化具有促進作用.
유도류체산생종향와결구가이유효강화대류환열,인차연구종향와발생기적우류특성대우심화강화전열궤리구유중요의의.이용입자성상측속(PIV)기술,대원관내치제형익편우류후적류장진행료측량,실험중4개제형익편연주향균포,여관벽협각135°정영류방치,분석료횡、종절면내적류장결구화류동특점.결과현시,관내방치익편능구유도형성다종향와류동,재하유산생료4개대칭적와우,매개와우대응적량개와선전방향상반,형성료내측향벽류,외측배벽류적류동결구,증대료수직우주류방향상적속도분량.실험섭급적Reynolds수범위내,익편하유횡절면내적횡향속도화경향속도분별체도주류균속적27％화20％이상;종향와연벽면향하유발전가대류체산생지속우동,사근벽류체적속도상대우광활관제승료약1.0～3.6배;익편대류체적우동작용수착Reynolds수적증대이증강,대우원관내대류환열적강화구유촉진작용.
