波节管管内氦气流动与传热的计算及分析.pdf

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1、第39卷第1期华北电力大学学报V0l_39．No．12012年1月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityJan．，2012波节管管内氦气流动与传热的计算及分析韩怀志，李炳熙，何玉荣(哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：针对氦气在光管及波节管中的传热特性及阻力特性进行了ReynoldsStressModel(RSM)数值模拟研究。对比了不同结构波节管努塞尔特数Ⅳ和摩擦阻力系数，的变化规律，为了深入研究强化换热，随后又分析了不同结构下综合传热因子

2、"的变化规律。结果表明波距P和波谷半径r对波纹管传热性能、阻力性能和综合传热性能都有一定程度的影响。在雷诺数较低，波距较大，波谷半径较大的情况下，波节管具有更佳综合性能。关键词：波节管；雷诺应力模型；努塞尔特数；摩擦因子；综合传热因子中图分类号：TK172文献标识码：A文章编号：1007—2691(2012)01—0059一O5CalculationandanalysisofheliumflowandheattransfercharacteristicincorrugatedtubeHANHuai-zhi，LIBin

3、g-xi，HEYu-rong(SchoolofEnergyScienceandEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)Abstract：Inthispaper，theReynoldsStressModel(RSM)numericalsimulationwasadoptedtoresearchheattrans—ferandfrictionalcharacteristicinthesmoothandcorrugatedtubeforthehe

4、lium．Thechanginglawofnusseltnumberandfrictionalresistancecoefficientwascomparedindifferentstructureofcorrugatedtube，thechangingregularityofcomprehensiveheattransferfrictionwasanalyzedindifferentstructureinordertoresearchtheheattransferenhance—ment．Theresultssho

5、wthatwavepitchandwavetroughradiushavethecertainextenteffectontheheattransferper·formance，frictionalperformanceandcomprehensiveheattransferperformance．Corrugatedtubepossesbettercompre—hensiveperformanceintheconditionoflowerReynoldsnumber，widerwavepitchandlargert

6、roughradius．Keywords：corrugatedtube；reynoldsstressmodel；nusseltnumber；frictionfactor；comprehensiveheattransferfric—tjon组成的波节型通道，在1990年由中国的郎奎提0引言出，波节管通过波形内的扰动提高管内外流体紊流的脉动性，促进湍流度的增加，另外直线段近些年，国内外对波纹管的研究越来越多，起着“积累能量”的作用，是不可缺少的。这种Vicente和Garcia⋯等通过实验研究了螺旋波纹管高效换热管应用在

7、很多行业，煤气站汽化、电厂在不同普朗特数下传热特性和阻力特性的影响。首战、油田输油管道加热、储藏设备制冷、宾Rozzi和Massini研究了牛顿流体和非牛顿流体馆、居民楼供生活用水、海水热交换等。波节管在螺旋波纹管中的对流换热和摩擦损失。波节管近些年在国内开展得比较多，武汉工程大学的徐是波纹管的一种，是一种特殊形状的缩放管，是建民，胡郑重对3种不同规格波节管进行了模以普通圆管为基管，通过液压成型的方式挤出一拟，从微观上说明了波节管的强化传热机理。个个圆弧凸起，形成由弧形段和直管段交替变化目前，波节管通常是采用传统的k

8、-e方法进收稿日期：2011—08—3O．行数值模拟，这种两方程模型采用各向通行基金项目：国际科技合作与交流专项经费(2009DFR60120)的湍流粘度来计算湍流应力，难于考虑流线型弯华北电力大学学报曲、漩涡、旋转和张力快速变化等因素的影响。为了克服这些缺点，有必要直接对Reynolds方程中的湍流脉动应力建立微分方程式并进行求解。雷诺应力模