非对称型波纹通道流动与传热性能的数值模拟

发布时间：2021-03-09 09:40

　　为了探究波纹通道倒角连接处对流动和传热性能的影响,本文针对非对称波纹通道中大波谷半径（r_l）位于来流侧和去流侧进行了数值模拟研究。比较了不同雷诺数下对称型与非对称型波纹通道壁表面平均及局部表面特征数的变化规律。结果表明:壁表面平均努塞尔数■与局部努塞尔数（Nu_x）皆随雷诺数（Re）的增大而增大,且对称型波纹通道壁面■的增长速率大于非对称型波纹通道;壁表面平均摩擦系数■与局部摩擦系数（f_x）皆随Re的增大而减小,且非对称型波纹通道■下降速度相比对称型小。非对称型通道的■略小于对称型通道,但■却大幅度降低。2种非对称型比较时,大波谷半径位于来流侧时流速较小且涡旋范围较小,温度边界层略厚,压力梯度的转换较小,湍动能整体较小。鉴于上述研究,在换热器设计上建议选择r_l位于去流侧通道以提高整体性能系数。 

【文章来源】：哈尔滨工程大学学报. 2020,41(07)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

非对称型波纹通道物理模型

图1 非对称型波纹通道物理模型本文考虑了2种非对称型波纹通道,分别为大波谷半径位于来流侧和去流侧。非对称型模型选取几何参数为波间宽度w=6 mm,波纹高度H=6 mm,波纹间距λ=21.84 mm,大波谷半径rl=7 mm,小波谷半径rs=2 mm,波峰半径r=8.31 mm的波纹通道进行模拟(图1)。对称型选取结构参数为波间宽度w=6 mm,波纹高度H=6 mm, 波纹间距λ=18.5 mm,rl=7 mm,波峰半径r=8.31 mm的波纹通道进行模拟(图2),上、下壁面对应凹、凸壁面,同时选择在波纹通道模型的进口与出口处进行延伸扩展以尽量避免产生入口段效应以及出口处回流。

本文的网格划分如图3所示,采用四面体非结构化网格对流动区域进行划分。如图3(b)所示。波纹通道的壁面采用边界层网格处理[12],考虑到近壁面处存在较大的速度梯度和温度梯度,为了提高计算的准确性,对近壁面处的网格进行加密处理,保证壁面所有点的y+<1。

【参考文献】：
期刊论文
[1]低Re下板式换热器性能的实验研究及热力学分析[J]. 马学虎,林乐,兰忠,于庆杰,于春健,白涛,林英.  热科学与技术. 2007(01)
[2]两种波纹通道内周期性充分发展对流换热的数值研究[J]. 阴继翔,李国君,丰镇平.  热能动力工程. 2005(03)

硕士论文
[1]波纹板形状参数对换热器性能影响的数值研究[D]. 杨刚.太原理工大学 2012
[2]人字形板式换热器强化传热研究及场协同分析[D]. 李晓亮.山东大学 2009



本文编号：3072660