过程工程学报 ›› 2024, Vol. 24 ›› Issue (2): 172-181.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.223131
周西文, 陈森, 王旭鹏, 朱慧杰, 李修真*
Xiwen ZHOU, Sen CHEN, Xupeng WANG, Huijie ZHU, Xiuzhen LI*
摘要: 为对比分析典型扭曲管内传热及流动阻力性能,以指导优化设计新型扭曲管,基于实验验证,采用数值计算方法,研究了典型横截面形状的扭曲管内流体在低雷诺数时的换热特性。结果表明,扭曲管的规律性螺旋形变诱导其内流体产生周期性螺旋流动,在垂直主流方向上产生二次流,增强了温度梯度与速度矢量间的协同程度,使得扭曲管的传热性能强于等横截面周长的普通圆管;在雷诺数为650~1550时,对流传热系数由高到低对应的换热管依次为扭曲三角形管、扭曲矩形管、扭曲椭圆管、扭曲方形管和普通圆管,扭曲三角形管的对流传热系数和流动阻力损失分别比普通圆管增大1.94~1.97倍和2.96~3.06倍,扭曲管的综合传热性能均优于普通圆管,扭曲三角形管的综合传热性能评价因子是最高的,平均约为1.86,其余依次为扭曲矩形管、扭曲椭圆管和扭曲方形管,扭曲三角形管具有最优的对流传热性能。