凹凸金字塔翅片管束通道流动与强化传热特性研究

发布时间：2024-03-08 19:12

　　能源短缺和快速消耗促使工业研究领域朝着全新的方向发展,优良的换热器被广泛应用于石油化工、航空航天、机车等相关领域,作为工业领域当中重要的换热设备之一,在提高换热方面带来了较大的改善。平直翅片低效的换热性能逐渐被市场所淘汰,近几年针对新型强化翅片换热器的研究愈演愈烈。强化翅片大大提高了换热面积,优化了整个换热器的传热性能,最常见的一种形成方式是在翅片表面冲压出特定形状的结构。本文通过数值模拟的方法来研究一种新型强化翅片—金字塔翅片,研究翅片结构参数对流动与传热性能的影响。本文选取流体域包裹固体域作为计算区域,其中固体域由四排圆管和金字塔翅片组合而成。对选定的计算区域进行结构化网格划分,确保网格具有光顺性和平滑性,并且要符合流体流动的特征。采取三套网格系统进行网格独立性考核,最后选取网格数量为249万的网格系统。将本文使用的数值方法与前人的研究方法进行对比,最后采用SST k-ω湍流模型的数值计算方法。将金字塔翅片与平直翅片的平均Nu数、阻力系数f、流场、局部传热特性以及二次流强度Se等性能参数进行了对比,并且对比分析了翅片间距Tp、金字塔高度Hc、金字塔仰角θ等结构参数对流动与换热性能的...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1金字塔翅片换热器的三维结构示意图

兰州交通大学工程硕士学位论文-9-2金字塔翅片换热器的物理模型2.1金字塔翅片换热器的三维结构本文主要研究的是金字塔翅片换热器通道内空气的流动与传热特性。金字塔翅片换热器的三维结构如图2.1所示。为了达到上述目的，对该换热器做出以下技术方案：在翅片表面冲压出金字塔，金字塔之间紧密....

图2.2金字塔翅片换热器二维结构示意图

凹凸金字塔翅片管束通道流动与强化传热特性研究-10-图2.2金字塔翅片换热器二维结构示意图表2.1金字塔翅片换热器的结构参数（长度单位mm，角度单位°）caseD0fS1S2LTpHc平片12.30.122417.2368.92———C112.30.122417.2368.921....

图3.1湍流模型

凹凸金字塔翅片管束通道流动与强化传热特性研究-12-大提高了流动与强化传热能力的同时，也提高了阻力性能。数值模拟的计算方法很好的解释了湍流的特性。本文研究的金字塔翅片换热器结构复杂，其通道内流体的流动特性难以理解，因此，利用湍流模型来计算该翅片的流动与传热性能。FLUENT中常用....

图3.2近壁面无量纲速度分布图

兰州交通大学工程硕士学位论文-15-处理；第二种是采取壁面模型法来加密边界层，且这两种方法都利用y+来实现。如图3.2所示是近壁面无量纲速度分布图。图3.2近壁面无量纲速度分布图从图3.2可以看出，横坐标y+为无量纲距离，纵坐标u/uτ为无量纲速度，其中：τuy(3.14)τwu....

本文编号：3922264