内置线圈的螺旋微细通道流动及传热研究

发布时间：2020-11-11 02:27

　　 夹套类换热设备被广泛应用于食品、化工、医药等行业。随着近年来先进制造技术及制造工艺的迅猛发展,如高集成度的电子设备,高热流密度的车载电池等等,与之相配套的换热设备也紧锣密鼓的开始了微型化的进程。本文提出了5种内置弹簧的螺旋微细通道,以去离子水工质进行了层流状态下的相关实验,并对比分析了光滑螺旋微细通道和5种内置弹簧的螺旋微细通道内的传热和流动性能。在前者的基础,本文又继续探究了内置线圈的光滑螺旋微细通道内的流动特性,以及光滑螺旋微细通道基体几何参数对其流动及传热特性的影响。研究发现,随着螺旋微细通道内弹簧的间距S的减少或弹簧长度L的增加,螺旋微细通道的努塞尔数也会随之增加,但综合传热提升的效果有限,原因是相较于传热系数的提升,压降损失的增加更加显著。在可以不考虑压降损失的前提下,建议可以使用内置弹簧的螺旋微细通道进行强化传热。此外,实验还发现由于弹簧的存在,使得螺旋微细通道从层流转变为湍流的状态提前的发生了。在本文的模拟实验中,研究发现,螺旋直径对流动及传热的影响大于螺距对流动及传热的影响。原因是本模型结构下,螺旋直径对二次流强度的影响大于螺距对二次流强度的影响。
【学位单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TK124;TK172
【部分图文】：

Ｆｉｇ．２－１?Ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?Ｓｍｏｏｔｈ?ｈｅｌｉｃａｌ?ｍｉｎｉｃｈａｎｎｅｌ??本实验的试验段部分以光滑螺旋微细通道基体作为主体，光滑螺旋微细通道的物理??结构见图２－１，实物图见图２－９。光滑螺旋微细通道以铝为原材料，经五轴联动ＣＮＣ精??加工而成，具有极高的精度。由图２－１可以看出，光滑螺旋微细通道入口圆孔直径为６ｍｍ，??上下端面处各设计一个高为５ｍｍ的台阶，目的是放置硅胶密封圈，以防止试验段在运??行过程中因高压而导致的漏水。??光滑螺旋微细通道共设有７个均匀分布的测温孔，其上端面有４个测温孔，下端面??有３个测温孔，每相邻两测温孔之间的夹角均为２００°。由于温度测量的准确性将极大??影响传热实验数据测量的有效性，因此，将测温孔设置成一大一小两个开孔，其中大孔??直径３．５ｍｍ，小孔直径１．５ｍｍ，其中小孔直径略小于热电偶直径，孔深参数可见表２－１。??此外，为减小热电偶与测温孔之间因接触间隙所引起的测量误差，热电偶插入测温孔之??前

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【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 翟玉玲;夏国栋;刘献飞;李艺凡;;复杂结构微通道热沉液体强化传热过程的热力学分析[J];化工学报;2014年09期

2 黄祖强;陈渊;钱维金;童张法;黎铉海;;机械活化对木薯淀粉醋酸酯化反应的强化作用[J];过程工程学报;2007年03期

本文编号：2878622