文档介绍：,
第卷第期工程热物理学报
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年月
带纵向涡发生器的椭圆管翅片换热器数值分析
楚攀何雅玲李瑞雷勇刚
西安交通大学能源与动力工程学院动力工程多相流国家重点实验室, 陕西西安
摘要对带纵向涡发生器的椭圆管翅片换热器和圆管翅片换热器的空气侧表面的换热和流动特性进行了三维数值模
拟结果表明, 在模拟的流速范围内, 与圆管翅片换热器相比, 带纵向涡发生器的椭圆管翅片换热器的换热效果平
均强化了, 其综合换热性能可提高了, 明显好于圆管翅片换热器纵向涡强化换热的内在机理可
以用场协同原理进行解释, 它改善了速度场和温度场的协同, 使全场的速度和温度梯度之间的夹角减小
关性词纵向涡椭圆管强化换热数值模拟
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引言研究方面, 已经取得了一些较好的成果但在数值
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管翅式换热器在工业领域有着重要的应用通模拟研究方面气一大多文献对纵向涡发生器的厚
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常, 翅片侧的工质为气体, 而气体侧热阻占到此类度翅片的效率考虑不足而且对带纵向涡发生器
换热器总热阻的、, 是换热环节的主要热的换热器, 文献中多采用圆管为传热管, 很少有采
阻因此, 如何减小气体侧的热阻, 强化气体侧的换用具有更好降阻效果的椭圆管
热成为研究的重点本文考虑了翅片和纵向涡发生器的导热、纵向
在翅片上安装纵向涡发生器, 是新型的强化换涡发生器的厚度并且采用了具有更好降阻效果的
热措施纵向涡能够对流体产生强烈的扰动, 增强椭圆管作为换热管关于纵向涡强化换热的机理,
流体之间的混合, 促使换热强化能够以较小的流以往的研究只停留在认为, 纵向涡的存在破坏了流
动损失获得换热系数的大幅提升由于纵向涡发生体的边界层, 使流动产生旋转, 加强了流体之间的
器易干加工, 从世纪年代起, 有关纵向涡发生混合本文采用文献同中所阐述的场协同原理, 来
器在管翅式换热器中应用的研究也越来越多在实验进一步分析和揭示了纵向涡强化换热的机理
收稿期不一修订期一
签金项目国家重点基础研究发展计划资助项目教育部科学技术研究重大项目
作者简介楚攀, 男, 河南郑州人, 博士研究生, 主要从事强化传热与减阻的研究
期楚攀等带纵向涡发生器的椭圆管翅片换热器数值分析
物理模型边界条件
计算中为了保证进口处的流速均匀, 把计算区
图给出了带纵向涡发生器的椭圆管翅片换热
口
, 域向上游延长倍翅片间距为了保证出区没有
器的结构简图考虑到结构上的对称性选取图
, 口
。回流把计算区域向下游延长倍翅片间距进
虚线间的阴影区域为计算单元图为纵向涡发
边界条件为轴向速度、温度均匀分布, 出口为充分
生器三角形的小翼在翅片之间的位置为小翼
, , 发展边界条件所有延长段的侧面均为对称边界条
的弦长为小翼高度为翅片的厚度图为
, 、
。, 件在换热区域不包含纵向涡发生器时上下翅
纵向涡发生器在换热管附近的分布情况本文中
片均为无滑移绝热边界条件, 前、后面侧面流体