迪恩涡及其强化螺旋管传热功能的研讨

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  内容提示：I 摘 要 本文针对现行管壳式换热器管程强化传热过程中各类强化管活动阻力较高、强化传热归纳功能差等缺陷，在传热理论的基础上，从一种典型的二次流─迪恩涡动身，选用数值模仿和试验研讨相结合的办法研讨螺旋管内迪恩涡的活动特性及其强化传热的机理。 数值模仿依据成果得出：螺旋管内的流体运动特性与直管比较存在极大的差异。流体在螺旋管内运动时，均匀径向速度跟着雷诺数、流体粘度及曲率比的增大而增大，但随扭率的增大呈现某些特定的程度的下降；螺旋管内流体的均匀边壁剪切力与活动压降均跟着雷诺数、流体粘度与曲率比的增大而增大，在相同雷诺数或粘度下均匀边壁剪...

  I 摘 要 本文针对现行管壳式换热器管程强化传热过程中各类强化管活动阻力较高、强化传热归纳功能差等缺陷，在传热理论的基础上，从一种典型的二次流─迪恩涡动身，选用数值模仿和试验研讨相结合的办法研讨螺旋管内迪恩涡的活动特性及其强化传热的机理。 数值模仿依据成果得出：螺旋管内的流体运动特性与直管比较存在极大的差异。流体在螺旋管内运动时，均匀径向速度跟着雷诺数、流体粘度及曲率比的增大而增大，但随扭率的增大呈现某些特定的程度的下降；螺旋管内流体的均匀边壁剪切力与活动压降均跟着雷诺数、流体粘度与曲率比的增大而增大，在相同雷诺数或粘度下均匀边壁剪切力与压降均高于直管；此外，均匀边壁剪切力还随扭率的增大而小幅进步、压降跟着扭率的增大而小幅下降；扭率的增大还影响迪恩涡的对称性。 传热试验依据成果得出：螺旋管内流体的努塞尔特数和活动压降均跟着曲率比、雷诺数、流体粘度的增大而增大，在相同雷诺数、粘度下努塞尔特数和活动压降均高于直管；扭率对努塞尔特数的影响不明显，但扭率增大会引起压降的下降；螺旋管的强化传热归纳功能点评因子 在任何曲率比、扭率、雷诺数、普朗特数或下均大于 1，但 值跟着曲率比的增大而下降（a/R c 0.16 时 比较来说较高）、跟着扭率的增大改变不明显、跟着雷诺数的增大先增大后下降（在雷诺数处于 1520＜Re＜5000区间内 比较来说较高），只是随流体粘度的进步而继续增大，最高可增至1.5 以上。这说明螺旋管的强化传热归纳功能高于直管，尤其是在高粘度流体条件下。 经过一系列剖析可知：迪恩涡强化螺旋管传热的机理在于迪恩涡的对流效果与其对管壁的剪切效果，并推导出其数学模型。在此基础上经过对试验数据来进行多元回归提出了迪恩涡强化螺旋管传热的原则关系式。研讨螺旋管中迪恩涡运动及其强化传热的机理，对管壳式换热器管程规划与使用有必定的理论指导价值和实践工程含义。 关键词：螺旋管，迪恩涡，努塞尔特数，压降 万方数据