论文部分内容阅读
缩放管依靠粗糙肋面促进近壁区的强化传热,但难以进一步强化中心区的对流传热;长扭带,作为管内插入物,依靠对流体的旋流作用强化中心区的对流传热,但阻力损失很大。在缩放管内合理地间隔插入短截扭带--旋流片,利用其产生的自旋流运动,使近壁区和中心区达到复合强化传热的效果,有着重要的意义。
本论文主要以水、85%甘油、50%甘油为工质,分别对缩放管、光滑管和缩放管分别插入10种不同结构形式旋流片的流阻和传热性能进行了实验研究。结果表明:在试验范围内,以传热强化综合因子为目标,在水为介质下,缩放管管内插入旋流片的值均小于1,不适用。在50%甘油为工质下,旋流片的扭率为2.52,旋转角为180°,间距为383时,传热强化综合因子最大,在1.08~1.12之间;在85%为工质下,旋流片的扭率为2.02,间距为288,旋转角为180°时,传热强化综合因子最大,在1.17~1.22之间。
管内流体的传热系数随Re的增大而提高的幅度有所减小,管路的阻力损失增大的幅度随Re的增大也有所减小,相对而言,传热系数的增加的幅度减小更快。在高粘度,低雷诺数下,由于流体不易形成自旋流,且在大扭率下大旋转角小,造成的形体阻力较大,故小扭率,小间距下传热强化的效果较佳。而随着粘度的减小,雷诺数的增加,流体的自旋流效果的好转,一些大扭率,大间距的旋流片的产生的形体阻力就相对减少了一些,在阻力增大的同时,管内对流传热系数的提高更大,传热强化综合效果相对就好一些。
整体比较,缩放管内插旋流片复合强化传热的传热综合性能要优于光滑管内插旋流片。可见当缩放管与旋流片配合时,两股转移的力发生作用,可使热阻分布趋于合理,在旋流片下游热阻分布比较均匀,此时的复合强化传热效果也比较好,弥补了单纯采用缩放管只能对近壁区传热强化而无法促进中心区传热的缺点。