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工程热物理学报 2023年第9期44卷 2578-2584页

作者：师春雨吴嘉丰王妙智刘必伟刘志春华中科技大学能源与动力工程学院武汉430074

本文对强化传热管内丁胞结构展开数值研究,借助二维B样条曲线的旋转与光滑直管相交形成丁胞结构,并通过改变控制点坐标生成不同丁胞形状。首先对控制点坐标做参数分析,研究发现Nu数随y1, y2, y3的值增大而增大,而阻力因子的单调性发生... 详细信息

本文对强化传热管内丁胞结构展开数值研究,借助二维B样条曲线的旋转与光滑直管相交形成丁胞结构,并通过改变控制点坐标生成不同丁胞形状。首先对控制点坐标做参数分析,研究发现Nu数随y1, y2, y3的值增大而增大,而阻力因子的单调性发生变化。通过Kriging模型建立传热管性能与设计变量之间的代理模型,结合NSGA-II算法对丁胞管做多目标优化,优化结果显示,Nu数比值最大为4.159,阻力因子比值最小为1.103,最优设计变量分布为折线型分布。

关键词：丁胞管数值模拟多目标优化传热性能

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内置肋丁胞管内流动与传热特性研究

内置肋丁胞管内流动与传热特性研究

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作者：张路宝兰州交通大学

学位级别：硕士

近年来,随着经济的快速发展,对于能源的消耗也随之增加。在传统的石油化工、制冷暖通、航空等领域,化石燃料是主要的能源消耗来源,这些产业的开发过程大都伴随着热量传递过程。而换热器作为热量传递的主要设备,存在换热效率低、热量损... 详细信息

近年来,随着经济的快速发展,对于能源的消耗也随之增加。在传统的石油化工、制冷暖通、航空等领域,化石燃料是主要的能源消耗来源,这些产业的开发过程大都伴随着热量传递过程。而换热器作为热量传递的主要设备,存在换热效率低、热量损失大等缺点。因此,进一步提升换热器的换热效率显得尤为重要。为了提高换热器的效率,可通过对传热管内外表面进行粗糙处理,例如槽纹管、丁胞管、肋管等。本文在丁胞管上布置螺旋肋,达到改善丁胞管内整体换热性能的目的。从螺旋肋和丁胞二者可以增大换热表面积和改变流体流动状态等方面考虑,分析了不同螺旋肋、间断螺旋肋长度、丁胞旋转角度和横纵比等对管内流动与传热特性的影响。将数值结果与实验结果进行对比,验证了数值方法的正确性及适用性。研究了管内的温度、速度、涡量及局部Nu分布,对表面平均Nu、阻力系数f和综合换热性能PEC等随Re的变化曲线进行了定量分析,研究结果表明:(1)内置螺旋肋的丁胞管可以有效改善通道内的换热,与丁胞管相比管内纵向涡变大,边界层减薄,冷热流体间的换热增强,使得该通道的整体换热性能较光滑圆管和丁胞管有明显提升。(2)内置间断螺旋肋的表面平均Nu和PEC较光滑圆管分别提高了55%和14.3%,较丁胞管分别提高了33%和9.03%。(3)在不同间断螺旋肋长度对管内流动及传热特性的研究中发现,8mm间断螺旋肋通道具有最好的综合换热性能,该通道的PEC较光滑圆管最大可提升15.6%。(4)当丁胞旋转角度α=45°时,通道的综合换热性能最好。当丁胞旋转角度α=60°时,换热通道的表面Nu较大。但此时的压降损失也较大,因此该通道f的增幅较高,使其PEC值减小。(5)在Re=5000时,丁胞横纵比a:b=6:3时通道的综合换热性能最好,PEC较光滑圆管最大可提高19.6%。在Re=10000～40000,丁胞横纵比a:b=5:3时,通道的综合换热性能最好,该通道的PEC较光滑圆管可提高15.5%。(6)研究发现,不同计算模型下综合换热性能较圆管都有着不同程度的提高。当Re=5000时,间断螺旋肋长度L=8mm、丁胞旋转角度α=45°、丁胞横纵比a:b=6:3通道的综合换热性能最好,其PEC相较于光滑圆管提升了19.6%。

关键词：丁胞管螺旋肋间断螺旋肋旋转角度横纵比

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丁胞型圆管CaSO_4的污垢特性

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化工学报 2018年第4期69卷 1341-1348页

作者：徐志明郭元杰韩志敏赵宇东北电力大学能源与动力工程学院吉林省吉林市132012

建立了丁胞管物理模型,采用标准k-ε方程和SIMPLE算法,研究了丁胞管内CaSO_4流体的污垢特性,分析了结构与运行工况对丁胞管内CaSO_4污垢特性的影响。结果表明,丁胞的顺排叉排对于污垢热阻渐进值影响极小。高Reynolds数时,与光管的污垢... 详细信息

建立了丁胞管物理模型,采用标准k-ε方程和SIMPLE算法,研究了丁胞管内CaSO_4流体的污垢特性,分析了结构与运行工况对丁胞管内CaSO_4污垢特性的影响。结果表明,丁胞的顺排叉排对于污垢热阻渐进值影响极小。高Reynolds数时,与光管的污垢热阻相比,丁胞的存在会减小污垢热阻值;而在低Reynolds数时,相对深度较小的丁胞反而会增大污垢热阻值。丁胞的相对深度与丁胞的相对密度对于污垢热阻值均有较大的影响,在丁胞深度为0.8时,丁胞管的抑垢效率为1.150。在丁胞的相对密度为5.30时,其抑垢效率为0.730。丁胞管抑垢率随着进口流速增长而增大,随着工质浓度增长而减小,随着壁面温度的增长而减小。

关键词：丁胞管 CaSO4析晶污垢数值模拟沉积物实验验证

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