帶有三角翼渦發(fā)生器的螺旋通道強化換熱研究

摘" " " 要： 采用數(shù)值模擬方法探究了帶有三角翼型渦發(fā)生器的半圓形截面螺旋通道內(nèi)流體流動與強化傳熱性能，考察了相鄰三角翼間隔角φ、長高比Г對強化傳熱性能的影響。結(jié)果表明：通道內(nèi)安裝三角翼的φ值越小，對流體的整體擾動作用越強，強化換熱效果越好，但同時流動阻力也越大；研究范圍內(nèi)，φ=180°布置的三角翼綜合強化傳熱效果最佳。同一雷諾數(shù)Re條件下，三角翼Г值越大綜合傳熱系數(shù)PEC值越高。φ=180°、Г=2.50時，綜合傳熱系數(shù)PEC在1.029～1.062之間。

關(guān)" 鍵" 詞：三角翼；螺旋通道；間隔角；強化換熱

中圖分類號：TQ021.3" " "文獻標識碼： A" " "文章編號： 1004-0935（2023）05-0661-05

螺旋通道被廣泛應(yīng)用于石油化工、生物制藥、機械制造、制冷及能源動力等領(lǐng)域，具有制造簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、高效換熱等優(yōu)點[1-2]。與其他通道相比，螺旋通道的主要關(guān)注點之一是二次流動，二次流是由離心力的作用引起的，有利于破壞或減薄邊界層，促進主流和壁面附近流體顆粒的混合，是強化傳熱傳質(zhì)的關(guān)鍵[3]。眾多科研學(xué)者探究了不同截面形狀螺旋通道內(nèi)流體流動和傳熱特性，其中半圓形截面螺旋通道可認為是螺旋半管夾套的簡化模型[4-6]。螺旋半管夾套常常安裝在反應(yīng)釜外側(cè)用來傳遞反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)預(yù)熱以確保反應(yīng)釜內(nèi)溫度，從而大幅度降低化學(xué)反應(yīng)過程中的生產(chǎn)成本，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。已有研究結(jié)果表明，高雷諾數(shù)下，螺旋通道中二次流的強化傳熱效果降低，導(dǎo)致螺旋通道的綜合強化傳熱性能降低。為了進一步提高螺旋通道的傳熱性能，各種強化傳熱方式已被學(xué)者應(yīng)用于螺旋通道以改善流場，實現(xiàn)強化換熱。……