幂律流体螺旋管内传热影响因素数值模拟

发布时间：2021-11-29 03:25

　　采用计算流体力学方法,在恒壁温加热条件下对幂律流体（黄原胶溶液）在螺旋管内的流动换热情况进行模拟。在湍流流态下,模拟分析流体雷诺数、管壁相对粗糙度、管子截面形状、螺旋管曲率、螺旋管螺距等对螺旋管对流传热性能（以努塞尔数表征）的影响,分析螺旋管内流体温度场分布。雷诺数、相对粗糙度的影响:管壁相对粗糙度一定时,努塞尔数随雷诺数的增大而增大,对流传热能力得到加强。雷诺数一定时,管壁相对粗糙度越大,努塞尔数越大,尤其在高雷诺数条件下。截面形状的影响:相对粗糙度、雷诺数相同条件下,管子为方管时的努塞尔数小于圆管。螺旋管曲率的影响:在管子内半径一定时,相同壁面粗糙度下,螺旋管曲率越大,努塞尔数越大。在黄原胶溶液雷诺数一定时,与管壁相对粗糙度相比,螺旋管曲率对努塞尔数的影响更显著。螺旋管螺距的影响:在螺旋管螺旋半径一定时,相同壁面相对粗糙度下,螺距越大,努塞尔数越大。在黄原胶溶液雷诺数一定时,与螺距相比,螺旋管曲率对努塞尔数的影响更显著。沿螺旋管黄原胶溶液温度升高,近管子壁面的溶液温度高于管子中心,低温区域远离螺旋管中心。 

【文章来源】：煤气与热力. 2020,40(05)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

模型1的网格划分

在不同管壁相对粗糙度下模型1努塞尔数随黄原胶溶液雷诺数变化

图2 在不同管壁相对粗糙度下模型1努塞尔数随黄原胶溶液雷诺数变化在黄原胶溶液雷诺数为40 000时，模型1～3努塞尔数随管壁相对粗糙度的变化见图4。在管子内半径一定时，相同壁面粗糙度下，螺旋管曲率越大，努塞尔数越大。主要是由于螺旋管曲率越大，螺旋半径越小，导致迪恩数变大，使得管内二次流作用增强，扰动作用增强。由图2、4可知，在黄原胶溶液雷诺数一定时，与管壁相对粗糙度相比，螺旋管曲率对努塞尔数的影响更显著。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3525745