高粘度流体在三维内肋管中层流强化传热性能研究.pdf

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1、10FIUIDMACHINERYVo1．42，No．3，2014文章编号：1005—0329(2014)03—0010—04高粘度流体在三维内肋管中层流强化传热性能研究张川，宋小勇，刘新阳，王为术(1．华北水利水电大学，河南郑州450011；2．重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室，重庆400044)摘要：以润滑油为工质，采用正交原理试验设计方法，对高粘度流体在叉排列三维内肋管中的流动和传热性能进行了研究。结果表明：离散的三维内肋结构能够促进高粘度流体在较低的雷诺数下完成从层流向湍流的转变。说明在高粘度流体的换热问题中，采用三维内肋管可以有效

2、促进流态转变，并因此获得明显的传热强化效果；对试验数据采用最小二乘法进行多元线性回归，获得_r三维内肋管中高粘度流体在层流区的流阻和换热准则方程式；根据Webb定义的热力性能系数，作为强化传热性能的判断指标，得到了性能最优的三维肋结构组合，为结构优化指出了方向。关键词：三维内肋管；高粘度流体；正交实验；热力性能系数；强化传热中图分类号：THI37；TK124文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2014．03．003InvestigationonHeatTransferAugmentationofHighViscosit

3、yFluidwithinThree-dimensionalInternallyCrossing·finnedTubeinLaminarFlowZHANGChuan一，SONGXiao—yong，LIUXin．yang，WANGWei．shu(1．NoahChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower，Zhengzhou450011，China；2．KeyLaboratoryofLow—sradeEngergyUltilizmioinTectmologiesandSystems(ChongqingUniver

4、sity)，MinistrtyofEducationofChina，Chongqing4OO044，China)Abstract：Charactersofflowresistanceandheattransferofhighviscosityfluidflowingwithinthree—dimensionalinternallycrossing—finnedtubeswereinvestigatedwithorthogonalexperimentalmethod．Experimentalresultsshowedthatobviouslowcriti·

5、calReynoldsnumberswereattainedwithinalltheexperimentaltubes．Whichindicatedthatstructureofseparatedthreedimen—sionalinternallycrossing—finnedtubescallaccelerateflowtransformationfromlaminartoturbulent．Itcanenhanceheattransferperformanceofhighviscosityfluidinen~neeringpracticaluse．

6、Empiricalequationsonflowresistanceandheattransferoflami—Barflowwithinthreedimensionalinternallycrossing—finnedtubeswel'cobtainedwithlinearminimaldualmultiplymethod．Theoptimalconfigurationsofthreedimensionalintenmllycrossing—finnedtubeforthehighestvalueofthermalperformancefactorwe

7、realsoobtainedaccordingtotheseexperimentalresuIts．Keywords：th17ee—dimensionalinternallycrossing—finnedtube；highviscosityfluid；orthogonalexperiment；thermalperformancefactor；enhancementofheattransfer1前言输运泵功能耗高的直接原因。尤其在高粘度，小流量情形下，管内侧换热系数的提高总是很有限润滑油冷却器不仅是热力发电厂的重要配套的。因此成为制约油冷却器整体换热性能的

8、薄弱设备，同时也广泛应用于石油、化工、食品等行业环节，所以强化高粘度流体在小流量