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单相对流强化换热的实验研究

贺士晶  
【摘要】: 本文以单相水为介质,对不同几何尺寸的三种扁管(h_i/D_i=0.286、0.45、0.557)在水平套管内的传热特性进行了实验研究,并在冷态下进行了管内流动阻力的实验研究。对扁管传热及流动阻力的特性和影响因素进行了分析。 通过实验及分析发现周长相等的扁管与圆管在相同管内体积流量下雷诺数Re相等;相同换热条件下三根扁管的总传热系数和管内换热系数均高于圆管,并且在实验范围内h_i/D_i的值越小强化换热程度越强,即圆管被压制的越扁强化换热越明显。在实验范围内管内传热系数是圆管的1.2~2.43倍。说明扁管具有很好的强化传热效果。同时对扁管在套管内水平和竖直两种放置方式的换热情况进行了对比,实验结果表明竖直放置的传热效果优于水平放置。 分别在实验管内Re为90~8000和10000~60000范围内对扁管进行了流阻实验。通过对实验结果的分析发现在层流区内相同流量情况下三根扁管的阻力相近,湍流区内相同流量下h_i/D_i的值越小的扁管流动阻力越大,在实验范围内扁管阻力系数是圆管的1.18~5.39倍。本文还根据实验数据对实验结果进行回归得出了管内传热和流动阻力的实验关联式。


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