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强化传热技术是指能显著改善传热性能的节能新技术,其主要内容是采用强化传热元件,改进换热器结构,提高传热效率,从而使设备投资和运行费用最低。研究各种换热过程的强化问题来设计新颖的高效换热器,不仅是现代工业发展过程中必须解决的课题,同时也是开发新能源和开展节能工作的紧迫任务。 螺旋型表面强化管结构简单,成本低廉,用途广泛,结垢少且易清洗,其强化效果明显,与体积、消耗泵功率相同的光管式换热器相比,螺旋槽管换热器可以将总传热系数提高35~40%,因而备受人们青睐。 场协同理论把对流换比拟为有内热源的导热问题,认为对流换热的强化不仅取决于流体的流动和流体的物性,还取决于流场与温度场的协同关系。本文在场协同理论指导下进行了强化换热机理探讨,利用数值分析方法,从分析流场与温度场的协同配合关系入手,研究场协同理论在螺旋槽管强化传热中如何应用问题。由于这方面工作还未见有关文章发表,因此,在这里只做初步分析与应用。 应用Fluent软件拟合出传热系数与Re关系曲线、摩擦阻力系数与Re关系曲线、速度与温度场梯度点积值的等值线图,Nu较大的几个工况的模拟流场、速度和温度梯度场。 常用的螺旋型表面强化管分为螺旋槽管、螺旋内肋片管、螺旋波纹管和异形螺旋槽管4类,本文进行有关螺旋升角优化的试验分析。目前很少见到专门研究这方面问题的文章,在综合国内外文献基础上,通过对试验数据分析处理,找到最佳角度的影响因素及其如何影响强化传热,以便于螺旋槽管优化设计。 最后,考虑了目前的研究热点,对螺旋槽管的优化设计进行了展望。