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年月童鹿大学学报自烬科学版..№.
苇卷第期.
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扭带管内油的受迫对流换热实验‘

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重庆大学工程热物理研究所,重庆,
摘要以透平油为工质,对在光管内插入三种不同扭率扭带的受迫流动的垮、热
态流阻及换热性鲍进行了实验。实验的雷诺数为,
果表胡;在本实验范围内,插有不同扭宰的全长连续扭带管的换热系数为光管的.~ .
倍,而阻力系数为光管的~.倍且扭率的大小对扭带的漉阻与换热黟响较大。另外,还
对问新扭带管内油的受迫对漉换热进行了实验。
关键词
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引言
实践证明,作为管内插入物之一的扭带是一种行之有效的强化传热元件,它有结构简
单,成本低廉和换热效果明显等特点。对于光管内插入扭带的传热强化,有关学者已进行了
一些研究。和曾在壁面热流恒定时,
.两种扭带管内的充分发展层流流动阻力和换热进行了研究。实验结果表明,插入扭带
的管内换热系数比光管高~ 倍,阻力增加近倍,且换热随舶散、投增加和扭率减小
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而增强;在实验范围内&
阻力系数和换热系数的有关关联式。文献用水在紊流区对三种不同扭率的扭带进行了实
验得出扭带对端流换热的强化效果非常有限,如在扭率为时,换热的增加率只为%.
对于管内的端流或过渡流换热,由于流体主流部分的混合本来就比较强烈,而扭带的作用表
现在对流体产生强烈的径向运动,此时,设置扭带对管内端流或过渡流换热的强化效果远
不如层流状态;为了改善端流工况下扭带的热力性能,利用流体流出扭曲通道时保持旋流的
惯性,采用既能大幅度减小其流阻又不致使换热强度降低或降低幅度过大的间断扭带,特
别是在壁面温度不均匀的情况下,使用间断扭带具有特殊的意义。
文献检索表明,光管内插入扭带对诸如油类等高粘性、高数流体的层流换热的强化
研究得还较步困此,本文以透平油为工质,研究其在插有不同扭率的扭带的光管中层
流状态下的强化传热性能,并在层流状态下设置间断扭带研究其流阻与传热特性。
实验装置及过程、
. 实验元件
扭带是本实验过程中最重要的元件。如
图所示。本实验扭带由., 宽, 一.;. /讶
长的紫铜带扭制而成。通常把扭带
在管内旋转。的轴向距离与管子内径图】扭带的几何尺寸
的比值,称为扭率,即—/..它是反映扭带扭曲程度最重要的几何参数,其大小对流
体在管内的压降及换热有较大的影响本实验所采用的扭带扭率分剐为.、.和.
.
. 实验装置

为.,外径为的紫铜光
管,总长为,入口段留有的
流动稳定段;插有扭带的实验段长为
.在该实验段外均匀密绕有. 的
镍铬加热丝以提供等热流密度加热条件;实
验段管外敷设有绝热材料以减少散热损失;
实验段管壁均匀铆接有对. 的铜一