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摘要
分别建立不同几何参数的螺旋管，采用模拟方法，对管内幂率流体流动传热进行场协同分析。为强化螺旋管内幂律流体流动传热，在螺旋管长度方向上分别增加矩形、三角形沟槽，分析沟槽形状、尺寸对改善管内流动传热的效果。曲率越大的螺旋管，温度场与速度场的协同程度越好，流动传热性能越好。与原型螺旋管相比，增加矩形、三角形沟槽后的螺旋管摩擦阻力系数、努塞尔数均增大，矩形沟槽的影响更加明显。对于增加矩形沟槽的螺旋管，当沟槽深度一定时，摩擦阻力系数、努塞尔数均随沟槽宽度增大而增大，沟槽深度的影响比宽度影响更大。与层流相比，湍流可增强流动传热强度，增大管子相对粗糙度有助于增强流动传热强度。增加沟槽使螺旋管的综合性能得到加强。采用较大宽度、深度矩形沟槽的螺旋管综合性能最佳，采用三角形沟槽的螺旋管综合性能最差。管壁外侧的场协同角小于管壁内侧，宜针对管壁内侧适当采取强化传热措施，以提高换热效率。
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单位山东建筑大学; 山东英才学院
