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1、凹槽通道中脈動流動強化傳質的數值研究第38卷 第11期2004年11月 西 安 交 通 大 學 學 報JOURNALOFXI′ANJIAOTONGUNIVERSITYVol.38 №11Nov.2004楊衛(wèi)衛(wèi),何雅玲,陶文銓,趙春鳳(西安交通大學動力工程多相流國家重點實驗室,710049,西安)摘要:對脈動流動強化凹槽通道中的傳質進行了數值研究,探討了雷諾數Re、斯德魯哈爾數St、脈動振幅A以及凹槽的幾何結構等參數對通道中流動和傳質特性的影響.研究發(fā)現,受流體速度脈動的影響,凹槽中的漩渦發(fā)生周期性的形成和脫落,從而增強了流體間的相互摻混,這是強化傳質的關鍵因素之一.在脈動
2、流動下,通道內的傳質能力得到很好地強化,尤其是凹槽內部的局部傳質性能更佳.傳質的強化效果隨著Re和A的增大而增強,而且對于該模型存在最佳的St,它與凹槽的幾何結構有很大關系.關鍵詞:脈動流動;強化傳質;數值模擬中圖分類號:TK124 文獻標識碼:A 文章編號:0253-987X(2004)11-1119-04NumericalStudyonEnhancingMassTransferinGroovedChannelbyPulsatingFlowYangWeiwei,HeYaling,TaoWenquan,ZhaoChunfeng(StateKeyLaboratoryofMu
3、ltiphaseFlowinPowerEngineering,Xi′———————————————————————————————————————————————anJiaotongUniversity,Xi′an710049,China)Abstract:Enhancingmasstransferinperiodicsquaregroovedchannelsbyalaminarpulsatingflowwasstudiednumerically.Comprehensiveresearchwasconductedtoinvestigatetheinfluenceofsev
4、eralmainparametersonflowcharacteristicsandmasstransferenhancementinthegroovedchannel.TheseparametersareRenoldsnum2berRe,StrouhalnumberSt,pulsationamplitudeA,andgeometricalcharacteristicsofthecavity.Theresultsobtainedindicatethat,duetotheflowpulsation,thevortexincavityperiodicallyburstsand
5、thensheds.Thispe2riodicsheddingofvorticescontributestothebulkchaoticmixingoffluidwhichisthemainfactorofmasstrans2ferenhancement.Bypulsatingflow,themasstransferrateofthechannelisenhancedatalargeextent,especial2lythelocalmasstransferinthecavity.Theenhancementofmasstransferrateincreaseswitht
6、heReandA.ThereexistsanoptimalStrouhalnumberforthegreatestenhancementofmasstransferinthismodel,whichap2pearstohaveastrongrelationwiththegeometricalcharacteristicsofthecavity.Keywords:pulsatingflow;enhancementofmasstransfer;numericalsimulation 凹槽或者波紋通道在緊湊式換熱器、傳質裝置、電子器件冷卻以及化工行業(yè)有著廣泛的應用.對凹槽通道
7、中穩(wěn)態(tài)傳熱、傳質的研究表明,肋骨周圍形成———————————————————————————————————————————————的復合邊界層對通道中總的熱、質傳輸起著主導作用.然而,凹槽內部的傳熱、傳質速率卻非常小,削弱了通道整體的熱、質傳輸能力.因此,只要能有效地強化凹槽內的傳熱、傳質,將有利于通道整體傳熱、傳質能力的增強.近年來,利用脈動流動技術強化周期性凹槽或者波紋通道中的傳熱、傳質引起了學者們的注意.文獻[1,2]發(fā)現在特定頻率下,流體小振幅的脈動能顯著地增強通道中的換熱.文獻[3,4]研究了波紋和凹槽通道中脈動
