發(fā)布時間：2020-12-04 09:35

　　強化換熱技術廣泛運用于工業(yè)生產領域中,如何提高換熱器的效率一直是傳熱領域的研究熱點。通過對波節(jié)管和螺旋扭帶的研究,本文結合兩者的特點,提出一種在波節(jié)管內插入正反螺旋扭帶的復合強化傳熱方法,并基于ANSYS FLUENT軟件在層流范圍內對這種新型強化換熱模型進行數值模擬。模擬計算選取400~1800的雷諾數范圍,以水為流體工作介質,采用恒定壁溫的邊界條件,通過努塞爾數Nu、摩擦系數f和PEC值對換熱模型的傳熱特性、阻力特性以及綜合性能進行評價。首先,根據光管、波節(jié)管、傳統(tǒng)扭帶和正反扭帶的不同組合以及單獨使用光管或波節(jié)管,一共建立了6組模型。在相同條件下對不同模型進行對比研究,結果表明單獨使用波節(jié)管的換熱效果要優(yōu)于普通圓管,但是強化換熱效果并不顯著,扭帶的插入能夠使換熱管的換熱效果得到大幅提升,其中內插正反扭帶的波節(jié)管具有最高的換熱系數以及最高的綜合性能指標PEC值。其次,通過改變正反扭帶和波節(jié)管的結構參數,研究了正反扭帶的扭率、寬度和波節(jié)管的波節(jié)寬度、波節(jié)高度對換熱模型傳熱特性、阻力特性以及綜合性能的影響。結果表明,在同一雷諾數下,換熱模型的換熱系數和摩擦阻力隨著正反扭帶的扭率減小而增大... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 強化傳熱技術
    1.3 研究現狀分析
        1.3.1 波節(jié)管研究現狀
        1.3.2 螺旋扭帶研究現狀
    1.4 本文主要研究內容
2 數值模擬理論基礎
    2.1 計算流體力學
        2.1.1 CFD技術簡介
        2.1.2 基本控制方程
        2.1.3 數值計算求解過程
        2.1.4 數值模擬軟件介紹
    2.2 強化傳熱技術的評價方法
        2.2.1 綜合性能指標PEC
        2.2.2 核心流強化傳熱理論
3 管內傳熱與流動的計算模型
    3.1 模型的結構參數
    3.2 幾何模型的建立
    3.3 網格劃分
    3.4 數值計算相關設定
        3.4.1 周期性邊界條件
        3.4.2 數值計算的基本假設
        3.4.3 邊界條件設置
        3.4.4 求解設置
    3.5 計算處理公式
    3.6 模型驗證
        3.6.1 數值結果驗證
        3.6.2 網格獨立性檢驗
4 結果分析與討論
    4.1 不同結構的模型對比分析
        4.1.1 傳熱性能分析
        4.1.2 阻力特性分析
        4.1.3 綜合換熱性能分析
        4.1.4 機理分析
    4.2 正反扭帶扭率的影響研究
    4.3 正反扭帶寬度的影響研究
    4.4 波節(jié)管波節(jié)寬度的影響研究
    4.5 波節(jié)管波節(jié)高度的影響研究
    4.6 波節(jié)管與正反扭帶位置的影響研究
結論
參考文獻
附錄 A 符號說明
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]波紋管結構參數對流動特性影響的數值模擬[J]. 劉秋升,李瓊,李永良,張穎,劉波.  節(jié)能. 2018(12)
[2]波紋管流動和傳熱特性的數值模擬[J]. 昝永超,李永華.  節(jié)能. 2018(10)
[3]錯位角對管內雙螺旋扭帶層流換熱特性的影響[J]. 胡少永,王宗勇,謝文超,王舒婷.  沈陽化工大學學報. 2017(04)
[4]內插松弛扭帶波節(jié)管的流動與傳熱特性的數值模擬[J]. 韓懷志,陳鑫,胡怡然,王坤芳,崔運磊,于瑞天.  化工學報. 2018(04)
[5]納米流體濃度對內置扭帶螺旋管傳熱特性的影響[J]. 林清宇,劉鵬輝,石衛(wèi)軍,馮振飛,朱禮,李歡.  化工科技. 2017(03)
[6]內置扭帶管內湍流流動與傳熱數值模擬[J]. 吳金星,王超,王明強,劉艷會,李亞飛.  鄭州大學學報(工學版). 2017(03)
[7]被動強化傳熱管研究現狀[J]. 高志新,王飛,錢錦遠,劉步展,高曉斐,金志江.  現代化工. 2017(03)
[8]扭帶對螺旋圓管傳熱特性的影響及場協(xié)同分析[J]. 林清宇,劉鵬輝,馮振飛,朱禮,李歡.  真空與低溫. 2017(01)
[9]橫紋槽管內插扭帶復合強化傳熱的試驗研究[J]. 雷詩毅,郭亞軍,桂淼,畢勤成.  機械工程學報. 2016(24)
[10]橫紋槽管內插斷續(xù)扭帶復合強化傳熱的實驗研究[J]. 雷詩毅,郭亞軍,桂淼,畢勤成.  熱能動力工程. 2016(09)

博士論文
[1]一種正交凹槽流道的流動與傳熱特性及應用研究[D]. 曹侃.鄭州大學 2017
[2]管內強化換熱的理論和實驗研究[D]. 郭劍.華中科技大學 2012



本文編號：2897364