過渡流下三列圓柱傳熱特性的數值模擬*

王麗娟　尤偉　張園園　袁銀男　喜冠南

(南通大學機械工程學院　江蘇南通 226019)

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研究與探討

過渡流下三列圓柱傳熱特性的數值模擬*

王麗娟尤偉張園園袁銀男喜冠南

(南通大學機械工程學院江蘇南通 226019)

摘要為了研究過渡流狀態下管外流體流動與傳熱特性的影響因素，利用基于復合網格系統的計算方法，對不同橫向間距比與縱向間距比下的三列交叉圓柱列進行數值研究。研究結果表明，縱向間距一定時，橫向間距對旋渦的位置及強弱有顯著影響，且因上游圓柱不穩定性尾流對下游圓柱的洗刷作用使圓柱列存在一個最佳橫向間距使換熱效果最佳；橫向間距一定時，三列交叉圓柱列的換熱效果均隨縱向間距的增大而遞減。

關鍵詞過渡流叉排圓柱復合網格數值模擬

0引言

為應對大氣臭氧層破壞和全球氣候變暖問題，制冷行業需要更新已廣泛應用的傳統制冷劑和過渡性制冷劑。我國制冷行業的趨勢是使用R32和R290作為過渡性制冷劑，但這兩種制冷劑具有可燃性，需減少換熱器管內的填充量，即采用小管徑。小管徑換熱器的管外流動狀態為過渡流。

國內外學者已經對管外流場在層流和湍流狀態下的流動特性做了大量的研究，可指導換熱器在此工況下的設計，但對過渡流狀態下的管束流動、傳熱特性研究鮮少，過渡流下的傳熱機理仍不明確，不能有效指導小管徑換熱器高效安全的設計。

為研究換熱器管束在過渡流狀態下的流動傳熱機理，在前期研究中，趙舟等[1]對串列雙圓柱的流場進行了數值模擬，發現在雷諾數Re=70～300時隨著中心距的變化流場可以分為3種狀態；……