立式上行管内插螺旋对换热器管内流场及传热性能影响研究

发布时间：2023-12-24 18:57

　　换热管内插螺旋技术被广泛应用工程中,虽然这项技术能提升换热管的换热系数,但增大了流动阻力。为了能够全面了解螺旋结构参数丝径、中径及节距对立式上行管流场及传热影响,本文将通过螺旋往复运动分析、数值模拟、粒子图像测速(PIV)实验以及传热实验方法进行展开。本文研究内容如下:首先,分析内插件传热技术与流场可视化研究现状,提出立式上行管内插螺旋换热器管内对流场及传热性能研究问题。通过内插螺旋往复性分析螺旋结构参数与轴向波速关系,螺旋结构参数与轴向波速关系紧密;通过冷膜立式上行管内插螺旋往复实验,发现仅依靠自身流体冲击就可以做往复周期运动,所得到实验数据为数值模拟提供依据。其次,利用Fluent软件对立式上行管内插螺旋管内流场进行数值模拟,分析螺旋结构参数(e、D及p)对管内流场、传热、阻力及PEC影响。研究结果表明,和光管相比,在相同Re条件下内插螺旋换热管Nu提高1.84到2.85倍;阻力系数提高5.00到10.20倍;综合传热性能最好螺旋结构参数e=1.6 mm、p=20 mm、D=24 mm,PEC均大于1,其中最大为1.25,最小为1.04。再次,搭建PIV管内流体流动测量平台,分析螺...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
主要符号参数表
第一章 绪论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 内插件强化换热技术研究进展
        1.2.1 螺旋扭带
        1.2.2 螺旋线圈
    1.3 流场可视化
        1.3.1 研究现状
        1.3.2 流场测试技术比较
    1.4 问题提出
    1.5 本文研究内容
第二章 换热管内插螺旋往复运动分析
    2.1 螺旋轴向波速理论
    2.2 内插螺旋往复可行性实验
    2.3 本章小结
第三章 换热管内插螺旋数值模拟
    3.1 计算模型
    3.2 模拟结果及分析
        3.2.1 流场特性
        3.2.2 阻力特性
        3.2.3 综合评价因子
    3.3 模拟与实验结果对比
        3.3.1 流场特性
        3.3.2 传热特性
    3.4 本章小结
第四章 换热管内插螺旋管内流场实验
    4.1 实验系统
    4.2 PIV实验
    4.3 误差分析
    4.4 实验结果及分析
        4.4.1 参数定义
        4.4.2 管内纵截面流动行为
    4.5 流场分析
        4.5.1 径向速度分布
        4.5.2 轴向速度分布
    4.6 本章小结
第五章 换热管内插螺旋传热实验
    5.1 实验原理
    5.2 实验设计
    5.3 结果与分析
        5.3.1 传热性能影响次序
        5.3.2 管内换热性能分析
    5.4 本章小结
第六章 总结及展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
附录 攻读硕士学位期间公开发表的成果



本文编号：3875114