半周加热横纹管内熔盐强化传热特性

发布时间：2022-01-10 00:16

　　半周加热太阳能吸热器管给管内对流传热系数带来影响,基于此,建立半周加热横纹管内熔盐对流传热的实验台和数值计算模型,分析横纹管槽宽、槽深对管内熔盐传热性能的影响规律,结果表明:从横纹管绝热侧到加热侧,周向管内壁温度逐渐升高,周向管内局部Nusselt数先减小后缓慢增大至稳定。横纹管凹槽处轴向管内壁温度明显低于平滑段,凹槽处轴向管内局部Nu较大,凹槽后与平滑段交界处管内局部Nu最小。横纹管槽越宽,加热侧轴向管内局部Nu越小,管内平均Nu越小,传热综合性能评价因子PEC越大。横纹管槽越深,轴向管内局部Nu越大,管内平均Nu越大,传热强化倍数Nu/Nu_ST越大。槽宽对横纹管PEC的影响比槽深明显,槽深对横纹管内Nu/Nu_ST影响比槽宽大。通过线性拟合得到半周加热横纹管内熔盐传热Nu的关联式,其计算Nu与模拟值最大偏差在±7%以内。 

【文章来源】：化工学报. 2019,70(12)北大核心EICSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

半周加热横纹管的物理模型

分区进行横纹管网格划分，管内壁加边界层，壁面和管内采用六面体网格，网格数为105万～120万个，网格划分见图2，其中管壁区域为固体solid，管内流体区域为fluid。采用双精度非耦合求解器进行计算，近壁面流动计算采用标准壁面函数法处理，利用二阶迎风格式对能量方程、湍流动能和湍流耗散能方程、动量方程进行离散。

实验采用三元硝酸混合熔盐作为蓄热传热工质，熔盐在熔盐罐1内由电加热器加热到熔点142℃并继续加热至横纹管5所需的入口温度，由熔盐泵21—熔盐罐;2—熔盐泵;3—过滤器;4—流量计;5—横纹管;6—变压器;

【参考文献】：
期刊论文
[1]熔盐单罐释热过程换热器取热方式优选[J]. 施素丽,鹿院卫,于强,吴玉庭.  化工学报. 2019(03)
[2]聚光型太阳能热发电系统非均匀辐射能流特性及解决方法的研究进展[J]. 何雅玲,王坤,杜保存,邱羽,郑章靖,梁奇.  科学通报. 2016(30)
[3]太阳能柱式吸热器非均匀受热的数值模拟[J]. 郑建涛,韩临武,徐海卫,刘明义,曹传钊.  节能技术. 2016(01)
[4]低熔点熔盐圆管内强迫对流换热[J]. 刘闪威,吴玉庭,崔武军,熊亚选,陈夏,鹿院卫,马重芳.  化工学报. 2015(02)
[5]周向非均匀热流边界条件下混合熔融盐在太阳能高温吸热管内的强化换热研究[J]. 常春,李石栋,李鑫,张强强.  中国电机工程学报. 2014(20)
[6]非均匀热流边界条件下螺旋管内换热特性[J]. 崔文智,尹飞,李隆键.  低温与超导. 2013(06)
[7]熔盐在螺旋槽管和横纹管内强化传热特性[J]. 沈向阳,陆建峰,丁静,杨建平.  工程热物理学报. 2013(06)
[8]横纹管内混合硝酸盐传热特性的实验研究[J]. 陈聪,吴玉庭,王树涛,马重芳.  工程热物理学报. 2013(05)
[9]扭曲椭圆管换热的壳程强化传热特性[J]. 谭祥辉,孙赫,张立振,朱冬生.  化工学报. 2012(03)
[10]结构对横纹管综合性能影响的研究[J]. 徐志明,陈玲,孙彬彬,张仲彬.  热力发电. 2011(03)

博士论文
[1]熔融盐横纹管吸热器传递特性与强化机理研究[D]. 文玉良.华南理工大学 2010

硕士论文
[1]熔盐管内强化传热实验研究[D]. 樊奇伟.中国科学院研究生院(上海应用物理研究所) 2017



本文编号：3579704