扭曲管管内传热及流动特性数值模拟.pdf

《扭曲管管内传热及流动特性数值模拟.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2012年第40卷第2期流体机械63文章编号：1005—0329(2012)02—0063—05扭曲管管内传热及流动特性数值模拟朱冬生。郭新超。刘庆亮(1．华南理工大学化学与化工学院传热强化与过程节能教育部重点实验室，广东广州510641；2．华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室，上海200237)摘要：扭曲管是应用于制冷行业中新型管壳式换热器的高效换热管，强化了管内传热，壳程不设折流板以降低壳程流阻。本文通过数值模拟研究了扭曲管管内传热及流动特性。通过建立不同规格的扭曲管物理模型，得出扭曲管的扭曲程度s／d越小、截面压扁程度A／越大，扭曲管的强化传热性能就越好，但是同

2、时流阻也会增大；反之则相反。关键词：扭曲管；管壳式换热器；数值模拟中图分类号：TB657．5文献标识码：Adot：10．3969／j．issn．1005—0329．2012．02．014HeatTransferPerformanceandFlowResistanceofTwistedTubesintheTubeSideZHUDong．sheng一，GUOXin—chao。，LIUQing—liang。(1．KeyLaboratoryofEnhancedHeatTransferandEnergyConservationofMinistryofEducation，SchoolofChemistry

3、andChemicalEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510641，China；2．KeyLaboratoryofSafetyScienceofPressurizedSystem，MinistryofEducation，SchoolofMechanicalandPowerEngineering，．EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai200237，China)Astract：Twistedtubesasanewefficientheattransfertub

4、eswhichiSusedinnewtubularheatexchangerofrefrigerationindus．trycanenhancetheheattransferinthetubeside．anddonothavebaffleplatesintheshellsidetoreducethepressuredrop．TheheattransferperformanceandflowresistanceoftwistedtubesinthetubesideiSinvestigatedbytllemeansofnumericalsimulationinthispaper．Manydiffe

5、rentspecificationsphysicalmodelsoftwistedtubesareestablishedtoanalyzetheperformanceinthetubeside．Theresultsshowthatthedistortionoftwistedtubeandthesquashofcross—sectionisobvious．theheattransferperform．anceoftwistedtubeiSbetter．buttheflowresistancewillalsoincrease．Keywords：twistedtube；tubularheatexch

6、anger；numericalsimulation1引言程流动阻力较小，不存在流动死区，不易结垢；(3)载冷剂在壳程中主要作纵向流动，从而能够扭曲管是应用于制冷行业中新型管壳式换热较好地克服诱导振动。本文主要研究扭曲管器的高效换热管，它是在传统管壳式蒸发器换热(如图1所示)管内数值模拟。管的基础上开发出来的一种新型的高效换热管¨。其主要特点是：(1)扭曲管的螺旋形流道使载冷剂在沿扭曲管外壁纵向旋转流动的同时，产生了复杂的以旋转和周期性的物流分离与混合为主要特点的强扰动，减弱了壳程的传热边图1扭曲管结构界层，从而较大程度上强化了壳程传热；(2)由于扭曲管的点对点接触，产生自支撑效果，从而扭曲2数

7、值模拟分析管蒸发器不设折流板，因此自支撑干式蒸发器壳收稿日期：2011—07—20基金项目：广东省科技计划项目(2008A010700003)2012年第40卷第2期流体机械65如图4和图5所示，流体自左向右流动，由于步加大，扭曲管的传热效率得以提高。由此可见，—受到扭曲管内特殊的螺旋形结构的影响，使得"垂扭曲管的特殊结构对管内流体的流动形态有明显直于主流方向的二次流的影响沿着流动方向的各的影响，