带滴状纵向涡发生器的矩形微通道内流动与传热性能的数值研究

作者：张湘敏; 田茂诚; 刘斐; 于德涛

来源：水动力学研究与进展A辑, 2023, 38(03): 399-408.

DOI：10.16076/j.cnki.cjhd.2023.03.009

• 微通道
• 滴状结构
• 纵向涡流发生器
• 数值模拟
• 流动换热性能

新型滴状纵向涡流发生器(DLVG)结合了矩形和椭圆形结构的优点，在微通道强化传热方面具有重要意义。该文数值模拟了雷诺数(Re)为400～1 200范围内带有DLVG的三维微通道模型的流动和传热性能，并与带有矩形小翼纵向涡发生器(RWVG)的通道进行了对比。结果表明，DLVG比RWVG具有更好的局部传热强化能力。并讨论了Re、前端半径(R1)、攻角(β)和渐变纵向间距(d1和d2)对强化传热的影响。结果表明，不同Re下，综合换热性能(PEC)最佳的前端半径R1不同，R1=0.04 mm的通道在Re=1200时PEC最佳，可达到1.41。与光滑微通道相比，努塞尔数Nu提高了55.15%；与RWVG通道相比，Nu最大增加了7.6%,PEC最大增加了5.2%。随着Re的增大，β越大，Nu越高，f越小，PEC越好，攻角75°时的PEC最高为1.47。纵向涡流发生器前后间距相同时的换热性能最差，d1和d2为5.4 mm和4.5 mm的通道Nu最大以及PEC最佳，在不同Re下，比等纵向间距通道的PEC增加了1.41%～4.55%。变量Re和β的改变对PEC增长率平均值的影响更敏感。

• 单位
  山东大学