新型强化换热管管外流动与换热特性

作者：梁展程

来源：热科学与技术, 2022, 21(06): 602-608.

DOI：10.13738/j.issn.1671-8097.021048

• 扭曲管
• 波节管
• 波纹管
• 场协同
• 强化换热
• 数值模拟

针对新型强化换热管的几何特征，采用三维数值模拟方法，分别从速度—压力场协同性、综合评价因子ε、速度—温度场协同角三个方面对扭曲管、波节管、波纹管开展研究。对波纹管的实验测量结果与数值模拟结果最大相对偏差为2.35%。数值模拟结果表明：纹管管外Re为569～7 399时，总压降从3.78增长到317.30 Pa;扭曲管Re为508～7 622时，总压降从0.84增大到62.50 Pa;波节管Re为580～7 550时，总压降从1.29增长到110.00 Pa,波纹管阻力相比波节管最大提高186.70%,相比于扭曲管提高408.40%,Re<4 500时扭曲管Nu比波纹管最大提高13.30%,比波节管最大提高6.97%,Re>4 500时波节管换热性能逐渐超越扭曲管以及波纹管，在计算范围内Nu比扭曲管最大提高5.17%,比波纹管最大提高5.40%;波节管的周期性波峰对于强化换热和减阻作用显著；波纹管的压降、强化换热表现均弱于波节管和扭曲管。根据计算结果拟合出Nu与Re、Pr的实验关联式，为管壳式换热器设计提供一定的理论和依据。

• 单位
  广东万和新电气股份有限公司