化工学报
化工學報
화공학보
JOURNAL OF CHEMICAL INDUSY AND ENGINEERING (CHINA)
2013年
7期
2376-2385
,共10页
自支撑%缩放管%强化传热%场协同%结构优化
自支撐%縮放管%彊化傳熱%場協同%結構優化
자지탱%축방관%강화전열%장협동%결구우화
self-support%converging-diverging tube%heat transfer enhancement%field synergy%structural optimization
在新型换热器——矩形自支撑缩放管换热器的基础上,通过FLUENT软件利用三维数值模拟的方法分别研究在缩放段长度比例保持不变的情况下,缩放节距及缩放肋高对换热器管程、壳程及整体综合传热性能的影响,并得出缩放管的优化尺寸.研究表明:对于换热器管程和壳程,缩放节距l越小,换热效果越好,阻力也越大,壳程在l=16.5 mm时综合传热性能达到最佳,而管程则在l=9 mm时综合传热性能最好；缩放肋高h越大,二者的换热效果越好,阻力也由于管子的粗糙程度增加而变大,此时综合传热性能管程在h=1.25 mm时最好,壳程则在h=0.5 mm时最好.引起这些变化的原因主要是由于随缩放节距与缩放肋高的增加,管程和壳程通道内的回流区不断增加,在回流区的增加造成阻力增加的同时,也改善了速度场与温度场的协同性,从而使二者的传热性能增强.最后将管程和壳程作为一个串联的整体进行综合考虑,得到整个换热器的综合传热性能在l=15 mm,h=0.75 mm时达到最佳,综合因子η=1.136～1.155(壳侧Re=27900～41900).
在新型換熱器——矩形自支撐縮放管換熱器的基礎上,通過FLUENT軟件利用三維數值模擬的方法分彆研究在縮放段長度比例保持不變的情況下,縮放節距及縮放肋高對換熱器管程、殼程及整體綜閤傳熱性能的影響,併得齣縮放管的優化呎吋.研究錶明:對于換熱器管程和殼程,縮放節距l越小,換熱效果越好,阻力也越大,殼程在l=16.5 mm時綜閤傳熱性能達到最佳,而管程則在l=9 mm時綜閤傳熱性能最好；縮放肋高h越大,二者的換熱效果越好,阻力也由于管子的粗糙程度增加而變大,此時綜閤傳熱性能管程在h=1.25 mm時最好,殼程則在h=0.5 mm時最好.引起這些變化的原因主要是由于隨縮放節距與縮放肋高的增加,管程和殼程通道內的迴流區不斷增加,在迴流區的增加造成阻力增加的同時,也改善瞭速度場與溫度場的協同性,從而使二者的傳熱性能增彊.最後將管程和殼程作為一箇串聯的整體進行綜閤攷慮,得到整箇換熱器的綜閤傳熱性能在l=15 mm,h=0.75 mm時達到最佳,綜閤因子η=1.136～1.155(殼側Re=27900～41900).
재신형환열기——구형자지탱축방관환열기적기출상,통과FLUENT연건이용삼유수치모의적방법분별연구재축방단장도비례보지불변적정황하,축방절거급축방륵고대환열기관정、각정급정체종합전열성능적영향,병득출축방관적우화척촌.연구표명:대우환열기관정화각정,축방절거l월소,환열효과월호,조력야월대,각정재l=16.5 mm시종합전열성능체도최가,이관정칙재l=9 mm시종합전열성능최호；축방륵고h월대,이자적환열효과월호,조력야유우관자적조조정도증가이변대,차시종합전열성능관정재h=1.25 mm시최호,각정칙재h=0.5 mm시최호.인기저사변화적원인주요시유우수축방절거여축방륵고적증가,관정화각정통도내적회류구불단증가,재회류구적증가조성조력증가적동시,야개선료속도장여온도장적협동성,종이사이자적전열성능증강.최후장관정화각정작위일개천련적정체진행종합고필,득도정개환열기적종합전열성능재l=15 mm,h=0.75 mm시체도최가,종합인자η=1.136～1.155(각측Re=27900～41900).
