绕流波动特性对不同区域流动传热影响

作者：彭婧华; 沈洁惠; 谢纬安; 翟少华; 喜冠南^*

来源：排灌机械工程学报, 2022, 40(08): 826-833.

• 后向台阶
• 内置柱体
• 过渡流
• 周期性
• 粒子图像测速

为研究换热设备后向台阶内置圆柱模型的强化传热机理，采用Fluent进行数值模拟，并通过PIV粒子图像测速方法验证模拟结果的可靠性.研究雷诺数为700后向台阶内置圆柱(Xc/S=0.6,Yc/S=1.0,d=6 mm)时，后向台阶流道不稳定流动的周期性，以及周期波动对流道不同区域传热的影响.研究结果表明：在过渡流状态下，流道周期速度波动受两基波频率影响，即台阶影响的频率fs=7.25 Hz和受圆柱影响的频率fc=14.10 Hz;fc主要作用在流道上游局部区域，上游回流运动被破坏，努赛尔数瞬时峰值提高2.52倍；fc促进台阶振动频率fs提前产生，下游温度梯度减小，瞬时努赛尔数逐渐减小；台阶分离流体与圆柱尾流共同作用使得流道换热效果整体提升，同时壁面摩擦系数也增大.

• 单位
  南通航运职业技术学院; 南通职业大学; 南通大学