矩形截面高宽比对射流强化螺旋通道传热性能的影响

作     者：李雅侠 许鹏宇 韩泽民 李运杭 崔峰源 张静 Yaxia LI;Pengyu XU;Zemin HAN;Yunhang LI;Fengyuan CUI;Jing ZHANG

作者机构：沈阳化工大学机械与动力工程学院辽宁沈阳110142 

出 版 物：《过程工程学报》 (The Chinese Journal of Process Engineering)

年 卷 期：2022年第22卷第5期

页      面：612-621页

核心收录：

学科分类：080701[工学-工程热物理] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(编号:51506133) 辽宁省教育厅研究项目(编号:LJ2020037) 辽宁省大学生创新创业项目国家级项目(编号:202010149019) 

主　　题：螺旋通道 射流 换热系数 流动阻力 数值模拟 

摘      要：为了进一步探究具有不同截面高宽比的单一螺旋通道内流体湍流流动与换热特性以及射流对矩形截面螺旋通道的强化传热效果,采用计算流体动力学软件模拟研究了高宽比γ分别为0.625,1.1,1.6和2.5时,单一矩形螺旋通道及射流作用下螺旋通道内的湍流流场、二次流场及强化换热特性。结果表明,对于单一矩形螺旋通道,相同横截面积和流量时,仅当γ≥1.6的通道在高雷诺数下二次流会出现四涡结构,其余为两涡结构。对于单一螺旋通道,γ值越大流动阻力越小,同时换热性能越差。加入射流后,矩形截面四个壁面的换热能力均有提高,γ值越大射流的强化传热效果越显著,研究范围内局部壁面换热努塞尔数的平均值(Nu_(local))_(m)最高可为单一螺旋通道的2.51倍。考虑流量增加的影响,射流影响下的螺旋通道区域内综合强化传热因子PEC_(2)在1.05~1.21之间。