扭曲管性能数值模拟及公式拟合.pdf

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1、扭曲管性能数值模拟及公式拟合齐洪洋，李海三，沈书乾(广东省特种设备检测研究院茂名检测院，广东茂名525000)摘要：扭曲管是一种高效的管程强化传热管。对这一管形的传热性能及流阻性能进行了深入地数值模拟研究。结果表明，与普通圆管相比，扭曲管由于其结构的特殊性，使得管内介质不断冲刷管壁，造成扭曲管管壁附近传热边界层厚度减薄的现象，提高了管内介质对流传系数，传热效果明显增强。此外，在相同雷诺数下，扭曲管的管内对流传热系数比圆管高30％，而综合性能高出30％～35％。在此基础上，对扭曲管的结构尺寸(截面比例ai／b和螺距s)进行了研究，扭曲管结构尺寸对其传热及流阻性能的影响较大，在

2、模拟范围内，截面比例口／b=2或螺距s=100mm的扭曲管综合性能最优。最后，通过对数值模拟的数据进行处理，拟合出统一的扭曲管管内Nu和△尸公式，对工程设计有较大指导意义。关键词：扭曲管；数值模拟；结构尺寸；公式中图分类号．TH123；TQ055．8文献标志码：A文章编号：1001—4837(2015)o7—0035—06doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2015．07．006NumericalSimulationandPerformanceFormulaofTwistedTubeQIHong—yang，LIHai—san，SHENShu—qian(

3、GuangdongInstituteofSpecialEquipmentInspectionandResearch，MaomingInstituteofInspection，Maoming525000，China)Abstract：Twistedtubeisakindofhighlyenhancedheattransfertubepipe．Numericalsimulationoftheheattransferandflowresistanceperformancewerestudiedindepth．Theresultshowedthat．comparedwithther

4、oundtube．thestructureoftwistedtubeisspecia1．whichmadethemediuminthetubescourthewallcontinually．皿lisledtotheheattransferboundarylayerthicknessthinningnearthewal1．improvingtheconvectiontoe位cientofthemediuminthetube．andenhancingtheheattransfereffectobviously．ForthesameReynoldsnumber．thetubeco

5、nvectiveheat—transfercoeficientoftwistedtubewas30％higherthanthenormaltube．WhatSmore，theintegratedperformanceincreaseof30％～35％．Onthesebasis，thestructuresizesoftwistedtubes(cross-sectionalratioofai／bandpitchs)werestudied．，I’hestructuresizesoftwistedtubeeffectedgreatlyontheperformanceofthehea

6、ttransferandflowresistance．Thetwis-tedtubewihtacrosssectionratioof2orapitchof100mmshowedthebestintegratedperformance．Intheendof。processedbythenumericalsimulationdata．itshowedauniforillformulaforthesetwisttubesofNuand△P．whichhasgreatguidingsignificancetoengineeringdesign．Keywords：twistedtub

7、e；numericalsimulation；structuresizes；formula·35·CPVT扭曲管性能数值模拟及公式拟合V01．32No．72O15因而产生了模拟范围内的最大压降；其他管型在例看，圆管未经过压扁处理，压降最小，其他扭曲相同的雷诺数Re下，则随着螺距的增加而产生管随着压扁程度的增加，压降不断增加。在雷诺了越来越小的压降，当螺距为400mm时，压降已数较小的情况下，N230—3／1的压降是圆管的3经基本和扁管(螺距为无穷大)相当，差距倍以上，而在相同流速下，这一比例更是达到了5小于3％。倍左