热能动力工程

作者：吴孟丽,王驰宇,李世伟,周 蕊

单位：中国民航大学 航空工程学院，天津 300300,,中国民航大学 航空工程学院，天津 300300,,中国民航大学 航空工程学院，天津 300300,,中国民航大学 航空工程学院，天津 300300,

关键词：强化传热;横纹螺旋盘管;数值模拟;场协同原理

基金：国家自然科学基金（51505483）；天津市自然科学基金（15JCQNJC42900）；中央高校基本科研业务费（3122013C012）

摘 要：为了增强螺旋盘管的传热性能，对现有的普通螺旋盘管进行优化设计，提出一种管壁向内凸起形成环肋的异型管，称为横纹螺旋盘管。通过数值模拟方法对横纹螺旋盘管和普通盘管内部流动和传热过程进行模拟。应用场协同原理对其速度场和温度场的协同作用进行分析。实验数据与仿真结果的误差在5%以内，验证了数值模拟方法的正确性。在不同Re(雷诺数)条件下，计算两种盘管的Nu(努塞尔数)，进而与Gnielinski（格尼林斯基）修正公式计算结果进行比较，误差在10%以内。结果表明：环肋结构通过工质旋转流动破坏边界层厚度，改善了管内速度场与温度场的协同程度，从而实现了强化传热。在较高的Re范围内，横纹螺旋盘管的Nu为普通盘管的1.29~1.43倍。因此，横纹螺旋盘管具有更好的传热性能，为异型螺旋盘管的研究及工程应用提供一定的理论依据。

来源：2018年第1期

《热能动力工程》期刊编辑部

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