热能动力工程

作者：罗祖分,方贤德,胡雪鹏,陈喆,徐艺东

单位：中国航空救生研究所,,南京航空航天大学 航空学院,,中国航空救生研究所,,中国航空救生研究所,,中国航空救生研究所,

关键词：周向旋转;直圆管;二次流;换热;压降

基金：湖北省自然科学基金(2024AFC012)

为了更深入地理解旋转对直圆管内湍流流动行为的影响，在已有实验基础上，借助Fluent软件开展了周向旋转条件下直圆管内湍流流动换热和压降的仿真计算。Realizable k-ε湍流模型和EWT（Enhanced Wall Treatment）近壁面处理方法为本研究工作采用的方法。结果表明，当均匀加热的直圆管道绕着垂直于它的轴转动时，管内流动流体受到不均匀科氏力的作用产生了二次流，同时管壁温度沿周向呈现非均匀分布。其中靠近旋转轴一侧管壁的温度上升，换热恶化；远离旋转轴一侧管壁的情况刚好相反。与旋转条件下的实验结论存在差异的是，仿真显示低速旋转对直圆管内湍流流动综合换热和压降的影响并不明显。当旋转角速度不超过20 rad/s时，管壁综合换热系数提升不超过3.5%，圆管进出口压降提升不超过2.8%。

来源：2025年第9期

《热能动力工程》期刊编辑部

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