【摘 要】
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管内插入扭带是常见的强化换热方法,被广泛应用于管式换热器。本文通过实验和模拟研究,分析并比较了固定式和自旋式两种扭带的强化传热特性和阻力特性。结合场协同原理对扭带
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管内插入扭带是常见的强化换热方法,被广泛应用于管式换热器。本文通过实验和模拟研究,分析并比较了固定式和自旋式两种扭带的强化传热特性和阻力特性。结合场协同原理对扭带强化传热机理进行了研究,并建立了管内扭带综合评价新方法,对多种规格扭带工作性能进行了综合评价。实验研究表明,换热效果随扭率减小而增强,在雷诺数4×103～4×104范围内,插入扭率为3～.8的固定式扭带后,换热管内努赛尔数较光管增幅11～23%、摩擦因子增至2.28～4.60倍,无因次关联式为：Nu=0.0342Re0.787Pr0.333Y-0.0983,λ=1.97Re-0.187Y-0.736；插入扭率为3-8的自旋式扭带后,换热管内努赛尔数较光管增幅7～22%、摩擦因子增至1.71～3.54倍,无因次关联式为：Nu=0.0370Re0.777Pr0.333Y-0.128,λ=1.60Re-0.188Y-0.770。对于自旋扭带,扭带克服阻力起始旋转所需的流体速度随扭率越小而降低；扭带转速与管内流体流速呈线性关系。模拟结果表明,插入扭带后换热管内流体产生明显的二次流,温度场和速度场的协同数增加,换热效果也因此加强,且随扭带扭率减小而增强。根据无因次关联式,采用一种基于场协同理论的综合评价因子对管内扭带进行了评价,并提出工程上扭带选型方法。
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