文档介绍：第卷第期工程热物理学报场〕,
年月,
交叉缩放椭圆管换热与流阻实验研究及分析
孟继安陈泽敬李志信过增元
清华大学工程力学系, 北京
摘要对交叉缩放椭圆管进行了实验和数值研究, 给出了换热和沿程阻力系数实验拟合关联式。交叉缩放椭圆管管内
截面交叉变化诱导产生强烈的二次流和纵向涡流, 改善了速度场与温度场之间的协同关系。实验和数值模拟结果表明, 交
叉缩放椭圆管管内的流动在。全即表现为湍流, 换热强化效果显著。
关键词对流换热场协同强化传热交叉缩放椭圆管
中图分类号文献标识码文章编号一一一
人入互少
了,
一一一一叭又
叩枷云叮乡八凌〔曲, 动主执万, 助
一
全
,
前言热元件与其它壁面扰动和破坏边界层的换热强化
方法不同, 它主要是利用管内截面交叉变化诱导的
管壳式换热器在石油化工、能源动力、造纸、强烈的二次流和纵向涡流来改变速度场与温度场之
制药等过程工业领域应用十分广泛, 换热强化对于间的协同关系实现换热的强化, 是一种新的强化换
。
其节能降耗具有十分重要的意义研究新型强化换热技术。本文对交叉缩放椭圆管进行了实验和数值
热管一直是强化换热研究的重要领域, 在近三十年研究, 为工程应用提供技术支持。
得到了较大的发展, 目前已研制开发出几十种, 例
, 换热与阻力性能实验
如各类变径异形管和翅片管并部分得到成功的应
。
用但这些强化换热元件的研究在很大程度上还依在进行管内对流换热强化的场协同数值分析
赖于实验, 对强化换热机理的认识和理论探讨有时, 发现管内纵向涡流是一种优良的强化换热途径。
助于发展新的强化换热技术。对流换热场协同原则根据场协同分析所得的最优流型, 设计了一种新型
,
是一种新的强化换热理论在进行管内对流换热传热强化元件一交叉缩放椭圆强化换热管。交叉缩
强化的场协同分析时, 发现管内纵向涡流是一种优放椭圆换热管, 如图所示, 是由多个轴线相
。
良的强化换热途径交叉缩放椭圆强化换热管是根互交叉的椭形截面管段和部分光滑圆形截面管段组
据对流换热强化场协同理论开发的一种新型强化换成, 且相邻管段之间存在过渡段。考虑到与管板、
收稿日期一一修订日期一一
基金项目国家重大基础研究发展规划资助项目。。
作者简介孟继安一, 男, 湖北红安人, 博士生, 主要从事传热强化与应用技术研究。
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
工程热物理学报卷
· 、
折流板的连接方式, 管两端和部分中间段仍保持其横槽管, 。和
圆形截面。综合考虑换热与流动阻力以及承压能力交叉缩放椭圆管进行对比分析, 通过数值计算、实验
等方面的因素, 椭形截面的长、短轴轴径之比推荐和参考部分文献, 可得出其同功耗下换热强化指标
。。
选用。每段椭形截面管段长度二呢‘见图图中可看
包括过渡段长度与基管内径之比推荐选用出, 交叉缩放椭圆管是一种很好的强化传热元件,
。
。每段过渡段长度与基管外径之特别是在层流和过渡区的综合换热强化性能较佳
比推荐选用