强化传热 流阻 数值模拟 空冷器 涡流发生器 斜截半椭圆柱面论文

1、强化传热论文：斜截半椭圆柱面强化传热和流阻特性数值模拟【中文摘要】涡流发生器是一种被动强化传热元件,可用于气-液或气-汽换热器空气侧对流换热的强化,同时也可有效改善空气侧流动结构。本文在已有实验研究基础上,采用数值模拟方法分析新型斜截半椭圆柱面涡流发生器的强化传热和流阻特性,为工程应用提供有益参考。对分别布置有单排一对斜截半椭圆柱面、斜截半椭圆柱体、斜截半圆柱面、矩形小翼、梯形小翼、三角形小翼等6种涡流发生器的矩形通道内的空气流动及强化对流换热特性进行对比性数值模拟。并进一步分析斜截半椭圆柱面斜截角、攻角、后缘高度h、前缘间距s、距入口间距S、布置方式等参数对其在矩形通道内强化传热和流阻特性的

2、影响。数值模型以已有实验为参考,数值方法及结果进行实验和网格无关性验证,以保证模拟方法及结果的可靠性。在强化传热效果方面,6种涡流发生器差距在10%以内,层流状态下斜截半椭圆柱体和矩形小翼较好,湍流状态下矩形小翼较好,两种状态下斜截半圆柱面最差,斜截半椭圆柱面强化传热效果略优于斜截半圆柱面。在流阻特性方面,斜截半椭圆柱面在较高Re数的层流流动以及湍流流动工况下流动损失明显低于其它5种涡流发生器,湍流工况下流动损失最多可比矩形小翼降低22.45%。在综合特性(j/jo.【英文摘要】Vortex generator is a kind of element for passive heat tra

3、nsfer enhancement, which can be used to enhance the convective heat transfer of air side in air-liquid or air-steam heat exchangers, and to improve the air flow structure. In this thesis, numerical simulations were carried out to analyze the characteristics of heat transfer enhancement and flow resi

4、stance of a new kind of vortex generator-oblique-cut semi-elliptic cylinder shell on the basis of the known experimental results. These results can provid.【关键词】强化传热 流阻 数值模拟 空冷器 涡流发生器 斜截半椭圆柱面【英文关键词】heat transfer enhancement flow resistance numerical simulation air cooler vortex generator oblique-cut

5、semi-elliptic cylinder shell【目录】斜截半椭圆柱面强化传热和流阻特性数值模拟摘要5-6Abstract6-7主要符号表8-11第1章 绪论11-191.1 课题背景及研究的目的和意义11-121.2 涡流发生器强化传热研究的发展概况12-171.2.1 涡流发生器的分类121.2.2 翼型涡流发生器强化传热研究进展12-151.2.3 绕流柱体涡流发生器强化传热研究进展15-161.2.4 几种新型涡流发生器的提出16-171.3 涡流发生器强化传热机理分析的理论基础17-181.3.1 涡运动和边界层理论171.3.2 场协同理论17-181.4 此研究领域存在的

6、问题181.5 本课题的主要研究内容18-19第2章 几种涡流发生器强化传热和流阻特性的对比19-322.1 引言192.2 物理模型19-212.2.1 涡流发生器模型19-202.2.2 矩形通道模型20-212.3 数值方法与验证21-252.3.1 数值方法21-222.3.2 数值验证22-252.4 强化传热和流阻综合特性评价准则25-262.5 数值结果26-312.5.1 强化传热效果26-272.5.2 流阻特性27-282.5.3 综合特性28-292.5.4 强化传热机理和流阻特性分析29-312.6 本章小结31-32第3章 斜截半椭圆柱面对矩形通道传热和流阻的影响32

7、-453.1 引言323.2 斜截半椭圆柱面的影响参数323.3 数值结果32-443.3.1 斜截角的影响32-343.3.2 攻角的影响34-383.3.3 后缘高度的影响38-403.3.4 距入口间距的影响40-413.3.5 前缘间距的影响41-433.3.6 布置方式的影响43-443.4 本章小结44-45第4章 布置斜截半椭圆柱面空冷器的传热和流阻特性45-544.1 引言454.2 物理模型45-474.2.1 涡流发生器模型45-464.2.2 空冷器模型46-474.3 数值方法与验证47-494.3.1 数值方法474.3.2 数值验证47-494.4 数值结果49-534.4.1 强化传热效果49-504.4.2 流阻特性504.4.3 综