資源描述：
《縮放管內(nèi)脈動(dòng)流動(dòng)對(duì)流換熱的數(shù)值模擬研究.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、D設(shè)esignR、研esea究rch、&分Ana析lysisIl2016&第’期、縮放管內(nèi)脈動(dòng)流動(dòng)對(duì)流換熱的數(shù)值模擬研究王紅兵，卿德藩，劉升學(xué)，朱茂葵，李浩翔(南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，湖南衡陽(yáng)421001)摘要：通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算，研究在不同脈動(dòng)頻率、脈動(dòng)振幅下的管內(nèi)流體脈動(dòng)對(duì)縮放管的傳熱和阻力的影響。研究結(jié)果表明：管內(nèi)流體脈動(dòng)能夠強(qiáng)化縮放管的傳熱效果，相比穩(wěn)態(tài)時(shí)，傳熱被強(qiáng)化了約為16％；管內(nèi)流體脈動(dòng)在一定條件下。也會(huì)增大縮放管的沿程阻力。關(guān)鍵詞：數(shù)值模擬縮放管脈動(dòng)傳熱中圖分類(lèi)號(hào)：TK172．4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)
2、：1002—6886(2016)05—0035—04Numericalsimulationofconvectionheattransferwithpulsatileflowintheconvergent-·divergenttubeWANGHongbing，QtNGDefan，LIUShengxue，ZHUMaokui，LIHao~angAbstract：Theeffectsofpulsatileflowonheattransferandresistanceoftheconvergent—divergenttub
3、eunderdifferentpulse~equeneyandpulseamplitudewerestudiedthroughnumericalsimulation．Theresultsshowedthatheattransferoftheconvergent—divergenttubewasenhancedbythepulsatileflow(about16％comparedwithsteadyflow)，andresistanceoftheconvergent——divergenttubewasincreas
4、edbythepulsatileflowundercertainconditions．Keywords：numericalsimulation，convergent—divergenttube，pulse，heattransfer本文運(yùn)用Fluent軟件對(duì)恒壁溫條件下縮放管內(nèi)0引言脈動(dòng)流的對(duì)流換熱進(jìn)行數(shù)值模擬分析，探討脈動(dòng)流縮放管是一種典型的強(qiáng)化換熱元件，由多節(jié)漸是否可以增強(qiáng)縮放管的傳熱效率以及脈動(dòng)頻率和振縮段和漸擴(kuò)段組成?？s放管具有制造成本低，不易幅對(duì)換熱的影響。結(jié)垢等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在石油、化工等領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)外1
5、模型很多學(xué)者對(duì)縮放管管內(nèi)傳熱和阻力特性進(jìn)行了大量研究，所有結(jié)果都表明縮放管具有顯著的強(qiáng)化1．1幾何模型傳熱性能。本文縮放管采用先縮后擴(kuò)結(jié)構(gòu)，取縮放管內(nèi)徑脈動(dòng)流是指相關(guān)參數(shù)按照正(余)弦周期變化D：20mm，管長(zhǎng)L：1000mm，節(jié)距P=12mm，收的流體。一般認(rèn)為，脈動(dòng)流可以改變邊界層的厚度，縮段長(zhǎng)度P=8mm，擴(kuò)張段長(zhǎng)度P=4mill，肋高e防止壁面結(jié)垢，進(jìn)而有效地使熱阻減小，能達(dá)到強(qiáng)化=1mm。為了使流體充分地進(jìn)出縮放管，在縮放管傳熱的目的。脈動(dòng)流和換熱器相結(jié)合進(jìn)行強(qiáng)化傳進(jìn)出口各增加長(zhǎng)度為50mm的直管段。為
6、了簡(jiǎn)化熱，在工業(yè)中應(yīng)用并不多。各研究人員對(duì)脈動(dòng)流能計(jì)算，假設(shè)如下：否實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化傳熱也還沒(méi)有取得一致的結(jié)論。Mack—1)流體的物性為常數(shù)；leyMR等認(rèn)為脈動(dòng)流能夠增強(qiáng)傳熱。而聶思2)流體為不可壓縮；皓對(duì)波紋管管內(nèi)流體脈動(dòng)的對(duì)流換熱情況進(jìn)行3)忽略重力的影響；了數(shù)值模擬，KimSeoYoung對(duì)水平通道內(nèi)流體脈4)壁面速度無(wú)滑移；動(dòng)的換熱效果進(jìn)行了研究，兩者結(jié)果都表明脈動(dòng)流5)忽略周向的速度、溫度和壓力等的變化。既可以加強(qiáng)傳熱也可以減弱傳熱。因?yàn)榭s放管內(nèi)流動(dòng)與換熱為軸對(duì)稱分布，為簡(jiǎn)·35-觀代鍛lMⅪodern珂化
7、問(wèn)題，取縮放管軸線上側(cè)為研究對(duì)象，所以問(wèn)題簡(jiǎn)式中：為入口流體的瞬時(shí)速度，m／s；u為穩(wěn)態(tài)人口化為二維、非穩(wěn)態(tài)、常物性、軸對(duì)稱換熱與流動(dòng)問(wèn)題。速度，m／s；為脈動(dòng)流振幅為脈動(dòng)流頻率，Hz。計(jì)縮放管結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。算時(shí)，“。=2m／s，A分別取0．1，0．3，0．5，0．7，0．9i廠分別取1Hz、2Hz、5Hz、8Hz、10Hz。平均對(duì)流傳熱系數(shù)由下式定義為：=㈩式中：k為壁面平均對(duì)流換熱系數(shù)，W／(m·K)；g圖1縮放管結(jié)構(gòu)示意為管內(nèi)流體的質(zhì)量流量，kg／s；c為流體的比熱容，1．2數(shù)學(xué)模型及邊界條件J／(
8、kg·K)；At為流體進(jìn)出口溫差，K；A為換熱面積，根據(jù)以上相關(guān)假設(shè)，模型被簡(jiǎn)化成二維，只在m；AT為流體與壁面的對(duì)數(shù)平均溫差，K。和Y方向有投影，故可寫(xiě)出方程組如下[9]：定義沿程阻力損失為：質(zhì)量守恒方程：，：(6)塑++：0(1)pgd￡x式中：卸為管進(jìn)出口壓降，Pa為水的密度，kg／m；動(dòng)量守恒方程：g為重力加速度，N／kg。f(些2+i些)+宣()為了分析流體脈動(dòng)
