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1、插入扰流元件换热管强化换热效果分析姬长发李丽霞孙瑞科慕红艳（西安科技大学能源学院，陕西西安710054）摘要:设计了一种新型插入扰流元件管式换热器，并将其与波纹管、光管在不同流速下的管内壁面平均换热系数、换热量、平均努塞尔数以及摩擦阻力的变化特性进行了分析比较。结果表明：插入扰流元件换热管在强化换热能力的同时其压力损失也会很大，所以在实际应用过程中选取插入扰流元件换热管时一定要考虑其经济性；在泵功率消耗一定时，插入扰流元件换热管的热效率与波纹管的热效率很接近。但插入扰流元件换热管在制造工艺上具有加工方便、固定灵活等优点，比较适合对现有换热器的改造。所以，
2、该种热管的经济适用性高于波纹管。关键词:管式换热器插入扰流元件换热管光管；波纹管数值模拟AnalysisontheheattransferenhancementeffectinHeatExchangerInsertedbyMetal-wireJiChang-faLiLi-xiaSunRui-keMuHong-yan(CollegeofEnergy,Xi’anUniversityofScienceandTechnology,Xi’an710054,China)Abstract:Designedanewtypeoftubeheatexchangerwhichi
3、nsertspoilercomponents,andthenthenewheatexchangertubeandcorrugatedtube,smoothtubeindifferentvelocityinthepipeinnerwallsurfaceaverageheattransfercoefficient,heattransfercapacity,theaverageNuandfrictionresistancevariationcharacteristicsareanalyzedandcompared.Theresultsshowedthat:ins
4、ertspoilerelementheattransfertubeintheenhancedheattransfercapacityofthepressurelosswillbegreat,soitseconomymustbeconsideredwhenchoosingofheatexchangetubeinsertedbydisturbancedeviceinpracticalapplication.Inthesamepumppowerconsumptionconditions,Metal-wireinsertsinheatexchangertubean
5、dcorrugatedtubethermalefficiencythermalefficiencyisveryclose.ButforMetal-wireinsertsinheatexchangertubeinthemanufacturingprocesshastheadvantagesofconvenientprocessing,fixingtheadvantagesofflexible,moresuitablefortheexistingheatexchangertransformation.Therefore,theheatexchangetubee
6、conomicapplicabilitythanthecorrugatedpipe.Keywords：Tubeheatexchanger,Insertedbydisturbancedevice,Heatexchangetube；Tube,Corrugatedtube,Numericalsimulation第一作者：姬长发1963年9月生，教授西安科技大学jicf@xust.edu.cn0引言内插件管是强化管程单相流体传热的有效措施之一。各种插入物强化传热的机理是：利用插入物使流体产生径向流动，从而加强流体的混合，获得较高的对流传热系数。管内插入物的类型有
7、很多，主要有：麻花铁、螺旋线圈、螺旋带、螺旋片、扭带和静态混合器等。各种插入物的强化传热机理一般可有四种：⑴形成旋转流；⑵破坏边界层；⑶中心流体与管壁[1]流体产生置换作用；⑷产生二次流。本文选用蛇形扰流元件换热管作为研究对象，模拟研究蛇形扰流元件弧度和排列方式对换热与流动特性的影响。1插入扰流元件换热管和光管的热力性能比较为了更明确地得出插入扰流元件换热管在各个流动状态下的流动与换热特性，本文将对弯曲弧度(如图1)为60°，列间距（如图2）为4mm的该种换热管和外形尺寸为200×100×54mm光管（图3）在流速为v0=0.1m/s、0.8m/s、1.8
8、m/s和3.0m/s时的数值模拟结果进行详细的对比分析，并将该种换
