管间距对横掠管束换热影响及非线性现象分析

发布时间：2021-10-13 14:07

　　使用CFD软件模拟横掠换热器管束中流体流动的换热特性,垂直于流动方向选取对称边界垂直流动、非对称边界垂直流动、非对称边界非垂直流动三个边界条件分别来计算,结果表明:对比三种边界条件对应的Nu数,采取对称边界条件的简化计算是合理的;随着Re数的增加,整个区域的速度相图呈现出混沌状态,整体呈现鱼状的非线性特性;对不同管间距时横掠管束的温度场和流场进行非稳态数值模拟,对横竖排管间距相同,不同Re数时的Nu数进行求解,发现管间距越小,换热系数越高,紧凑型的管束布置方式在大Re数下,具有较好的换热能力,纵向间距比对换热能力的影响比横向间距要更强。 

【文章来源】：能源工程. 2020,(06)

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

换热器模型

在求解非对称边界条件下的横掠管束换热和流动情况时,对入口靠近管束处A面和出口B面分别进行位置截面,求解两处不同位置时速度分布情况(见图2、图3)。图3 对称边界条件下不同位置处的速度分布曲线

图2 非对称边界条件下不同位置处速度分布曲线如图2、图3所示,通过比较对称边界条件和非对称边界条件下Re数在3000、10000、20000、40000时的入口和出口位置的速度分布曲线可以看出,在非对称边界条件下,入口速度呈现典型的两边速度为零的“中间大两头小”的对称分布,而对称边界条件下入口处的速度分布呈现相反的规律,在低Re数下入口速度几乎相等,在大Re数下由于湍流脉动的影响,入口速度已经呈现非对称现象。在出口处也呈现不同的分布规律,在Re数为3000、10000时,无论对称边界条件还是非对称边界条件,其出口速度保持一致的均匀性,在Re数为20000、40000时两者表现为不同的分布方式,对称边界条件下的出口速度分布呈现“Z”型分布,表现为有两个低速涡流区,非对称边界条件下则表现为“M”型分布,表现为具有两个高速湍流区,中间有一个低速涡流区。

【参考文献】：
期刊论文
[1]板式换热器波纹通道的流动与传热机理[J]. 王茜,韩怀志,李炳熙.  化工学报. 2017(S1)
[2]横掠膜片管束周期性充分发展流动的数值模拟[J]. 杨沫,郜时旺,金虹,陶文铨.  东北电力学院学报. 1994(03)



本文编号：3434819