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矩形翅片滴形管流动与传热性能的数值模拟研究

梁小强  
【摘要】:随着社会经济的进步,工业的发展异常迅速,能源越来越短缺,能源紧张已经成为一个全球性问题。为了缓和能源紧张的状况,全世界大力推广节能措施,因此节能技术已成为当前工业中一个重要的课题。本文在这样的背景下以流体力学理论与传热学知识为基础,利用数值模拟的方法对矩形翅片滴形管的换热与流动性能进行了研究。 在数值模拟方面,首先利用Fluent软件对几种不同管型的换热管外表面的流动与传热性能进行模拟。并对各种不同边界条件—入口速度的情况下进行了比较,最后得到速度与换热量的关系曲线图和速度与流动阻力的关系曲线图。并通过分析比较得出滴形管的流动与传热综合性能最佳,为矩形翅片滴形管的数值模拟研究提供了基础。 另外,在第三章模拟研究的基础上对矩形翅片滴形管的一些不同边界条件、参数进行了模拟分析,分别为不同迎面风速、环境温度、翅片厚度、翅片间距、不同管长。同时得到换热系数与迎面风速的关系曲线图;流动阻力与迎面风速的关系曲线图。换热系数和流动阻力均随着迎面风速的增大而增大。环境温度对换热管的换热系数与阻力性能影响不大,但对换热量的影响大。在同一翅片间距下,翅片厚度增加,换热系数和流动阻力均增加。对应于一定的迎面风速,翅片间距存在最佳值,并给出了这个最佳值。 最后对不同管长矩形翅片滴形管进行模拟研究,结果表明:管长为500 mm时的对流换热系数和流动阻力均高于管长100 mm。而且,随着迎风速度的增加,其差异也相应的增加。


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