内插不同形状涡产生器管内层流流动与传热特性的对比分析

• 作者: 武永和 林志敏 刘树山 张永恒 王良璧
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 传热 层流 二次流 涡产生器 数值模拟
• 年，卷（期）: 2020,（S2）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 176-186
• 页数: 10页
• 分类号: TK124
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20200688

摘要

内插扰流元件是一种可操作性强的管内强化传热方式，其强化传热机理主要是在管内诱导产生了二次流。在均匀壁温热边界条件下，对内插不同形状涡产生器管内层流流动与传热特性进行了数值分析。研究发现：在扭带基础上裁去部分面积相同的条件下，管内插等腰梯形涡产生器的换热能力最强，直角梯形涡产生器次之，矩形涡产生器的换热能力最差，管壁上的局部Nusselt数的峰值所在圆周位置及其大小与涡产生器形状有关，而不同形状的涡产生器对管内流动的阻力系数影响较小。插入涡产生器后，管内二次流强度参数Se和平均Nusselt数Nu均随Reynolds数Re的增大而增大，二者随Reynolds数Re的变化规律具有一致性。平均Nusselt数Nu与二次流强度参数Se呈幂函数相关，内插涡产生器管内的二次流强度决定了其对流换热强度。