热能动力工程

作者：王凤琴,丁亮,王泽钰,李冲,遆曙光,汤松臻

单位：河南省锅炉压力容器检验技术科学研究院,,郑州大学机械与动力工程学院,,河南省锅炉压力容器检验技术科学研究院,,郑州轻工业大学烟草科学与工程学院,,郑州轻工业大学建筑环境工程学院,,郑州大学机械与动力工程学院,

关键词：错排布置;变方向扭曲椭圆管;余热回收;灰尘沉积;综合性能

基金：国家自然科学基金面上项目(52376078)、河南省优秀青年科学基金(242300421063)、河南省锅炉压力容器检验技术科学研究院基本科研业务费支持项目(2023KY27)

针对工业烟气余热回收中换热器积灰与传热性能衰减的关键问题,本文提出了一种错排布置的变方向向扭曲椭圆管结构,通过数值模拟方法系统研究了其流动传热特性与积灰性能。基于SST k-ω湍流模型与离散相颗粒沉积模型,对比分析了变方向向扭曲椭圆管与传统圆管、单向扭曲椭圆管的综合性能差异。研究表明：变方向向扭曲椭圆管通过周期性反向扭曲结构诱导三维螺旋流场,强化流体掺混的同时显著降低背风侧涡流区面积。相较于圆管,其PEC提升109.8%,管束表面颗粒沉积量减少89.3%；相较于单向扭曲椭圆管,流动阻力降低53.3%,在相同传热面积下展现出更优的流场调控能力。该研究为开发兼具抗积灰特性与高效传热的工业换热器提供了理论依据。

来源：2026年第3期

《热能动力工程》期刊编辑部

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