异型热管混排及结构优化强化传热数值模拟.pdf

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1、第4o卷第6期石油化工设备Vo1．40No．62011年11月PETRO—CHEMICALEQUIPMENTNOV．2011文章编号：1000—7466(2011)060041—03异型热管混排及结构优化强化传热数值模拟闫登强，卿德藩，陈艾华，艾青锋，唐鹤文(南华大学机械工程学院，湖南衡阳421001)摘要：应用FLUENT对异型热管在热管热交换器的强化传热进行了数值模拟研究。首先研究了异型热管混排对热管热交换器传热性能的影响。然后应用正交实验，以Nu最大为目标函数研究其传热性能，对混排热管在热管热交换器中的结构进行优化

2、，得出了最优结构形式组合，并用Ta—blecurve拟合出热管内部Nu在热管热交换器位置上变化的精确函数关系式。关键词：异型热管；强化传热；正交实验；数值模拟；结构优化中图分类号：TQ051．501；TE965．03文献标志码：AShapedHeatPipeHeatTransferEnhancementofMixedUpandOptimizationofNumericalSimulationYANDeng-qiang，QINGDe-fan，CHENAi—hua，AIQing-feng，TANGHe-wen(College

3、ofMechanicalEngineering，UniversityofSouthChina，Hengyang42100l，China)Abstract：ThenumericalsimulationofheattransferoftheshapedheatpipeintheheatpipeheatexchangerbyFLUENT．First，itisstudiedtheinfluenceofscramblingforshapedheatpipesontheheattransformationperformanceofp

4、ipeheatexchanger．Then，usingtheorthogonaltest，itadoptedtheNumaximumstandardnumberasaobjectivefunctiontostudyheattransformationperformance，andoptimizedthestructureofthescrambledheatpipeintheheatpipeexchanger，andfinallygottheoptimalcombinationofstructureandfittedapr

5、ecisefunctionofNuvalueofheatinsidechangingatthespotofheatpipeheatexchangerwithTablecurve．Keywords：shapedheatpipe；heattransferenhancement；orthogonalexperimental；numericalsimulation；structureoptimization目前我国能源利用效率低，能源利用系统的技面，能有效地强化沸腾传热，在试验范围内，沸腾换术和管理落后，很多产品的单位能耗与发达

6、国家相热可比一般热管提高1400A～250。夏吉良将热比差距很大，如化工、钢铁、发电、建材等行业的主要管内壁加工成轴向槽道表面，可以强化蒸发和凝结工业产品单位能耗高出2O～80。随着现代热换热，明显改善热虹吸管的性能。槽道表面能使热管技术的不断发展和推广应用，将热管技术应用于虹吸管蒸发段传热系数提高55％，冷凝段传热系数提取废气余热、减少余热排空成为可能，这对提高热提高3O～280¨2]。林春花在传统热管光滑内壁效率、节约能源具有重要的意义。面加工内螺纹，平均传热系数提高50％[3]。文献为充分发挥高效热管元件的优势，拓

7、宽其应用[4]在热虹吸管蒸发段内插入同心的内热管，不仅加领域，各国对热管与热虹吸管内部强化传热进行了工简单，而且强化效果也很显著。蒸发段的传热系数广泛研究。文献[1]在热管内采用烧结粉末多孔表与无内热管的热虹吸管传热系数相比提高了2～收稿日期：2011—05—28基金项目：湖南省科研项目(2010SK3035)；衡阳市科研项目(2010KG053)作者简介：闫登强(1985一)，男，湖南通江人，在读硕士研究生，从事强化传热研究。石油化工设备2011年第4O卷3倍。童明伟在热虹吸管的蒸发段放置同心开口抑1混排热管建模与传热

8、研究泡管，强化效果非常显著，水的沸腾平均传热系数提1．J物理模型的建立高了1～3倍，甲醇的沸腾平均传热系数提高了1～根据文献[7，8]，当反应器床层温度由热管提升2倍]。文献[6]研究了异型热管对热管热交换器到反应温度以后，整个催化剂床层则可视为轴向等传热性能的影响，对异型热管混排的传热特性亦有温，简化为二维平面稳定