管内窄边扭旋元件诱导螺旋流的旋流强度分析

发布时间：2017-06-29 07:10

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【摘要】：为了研究螺旋流在形成、发展及衰减过程中旋流强度的变化规律,采用数值模拟方法对管内置窄边扭旋元件诱导产生的螺旋流进行分析,得到了雷诺数和元件扭率对旋流强度的影响规律。结果表明:流体进入扭旋元件后,在元件两侧形成两个与主螺旋流旋向相反的二次涡流;流体流出扭旋元件后,旋流螺距经历一个由大变小,再由小变大的过程;在螺旋流形成发展阶段,雷诺数对旋流强度影响较小,旋流强度随着元件扭率的增大而迅速提高,由于惯性作用旋流强度在元件出口1/6元件长度处达到最大,该位置与雷诺数和元件扭率无关;整个螺旋流发展阶段旋流强度呈现一种指数变化规律;流体流过旋流强度最大截面后,由于流体粘滞力大于惯性力,旋流强度以近似线性的规律衰减,雷诺数越大衰减速度越慢,扭率对旋流衰减速度影响较小。
【作者单位】： 沈阳化工大学能源与动力工程学院;
【关键词】： 螺旋流 数值模拟 旋流强度 窄边扭旋元件
【基金】：辽宁省自然科学基金(201502148) 辽宁省百千万人才工程(2013921047)
【分类号】：TQ021.3
【正文快照】： 引言管内插入扭旋元件迫使管内流体产生螺旋流动是化工行业常用的传热强化方式,除此之外,螺旋流在射流技术、燃烧技术、气力输送、旋风分离、内燃机等方面也得到了广泛应用[1-2]。传统螺旋扭带在众多扭旋元件中被研究得最早也最为充分,其结构特点是扭带与换热管内壁贴合并与换

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