薄壁内螺纹管换热性能研究

发布时间：2017-12-21 03:07

  本文关键词：薄壁内螺纹管换热性能研究　出处：《石家庄铁道大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 内螺纹管 层流 努赛尔数 阻力系数 传热评价准则

【摘要】：内螺纹管作为一种高效的传热元件被广泛应用到空调制冷、石油化工及能源动力等领域中,由于其具有换热效率高、成本低廉、结构紧凑等优点,所以内螺纹管的换热性能成为国内外学者的研究热点。文中从换热和流动两个方面对内螺纹管的换热性能展开研究。文中以普通光管和不同几何参数的内螺纹管为研究对象,管内介质为空气,对管内的换热与流动模型做基本假设:管内流体不可压缩;管内为充分发展的三维稳态的层流流动;物性参数不随外界因素而改变;计算过程中忽略流体的粘性耗散力和体力,不考虑轴向导热。在恒壁温边界条件下,对其层流状态下的换热与流动特性进行三维数值模拟研究。对普通光管和18根等齿高的内螺纹管的数值模拟结果进行分析。在内螺旋角γ为30°~45°,螺纹肋数N为30~46条,齿高H为0.2~0.6 mm范围内,分别分析内螺旋角γ、螺纹肋数N和齿高H对努赛尔数Nu和阻力系数f的影响,同时得出不同结构参数对温度场的影响,采用传热评价准则来综合分析内螺纹管的换热效果,并与光管的换热性能进行比较。模拟结果表明,齿高对换热与流动的影响最大,其次是内螺旋角,影响最小的是螺纹肋数。针对齿高高度差为0.1 mm、0.2 mm、0.3 mm和0.4 mm高低齿内螺纹管,对其层流工况下的换热与流动特性进行了数值模拟,与其对应的换热内表面积近似相等的等齿高内螺纹管相比较,得出在高低齿内螺纹管低齿齿高保持不变,高齿齿高逐渐增加时的努赛尔数Nu、阻力系数f的影响规律,并使用传热评价准则来综合分析高低齿内螺纹管的传热与流动特性。结果表明,在相同的换热内表面积的情况下,高低齿内螺纹管比等齿高的内螺纹管的努赛尔数Nu、阻力系数f都大,并且其综合换热效果比等齿高内螺纹管的更好。
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK124

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本文编号：1314436