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三维外肋管的自然对流换热特性的实验研究摘要本文对三维外肋管的自然对流换热特性进行了实验研究,研究结果表明:在不同的温度差驱动下,外肋管的自然对流传热性能受到了显著的影响,且传热效率与温差大小呈线性关系;同时,不同的外肋管结构对自然对流换热特性的影响也有所不同,其中具备一定几何特征的外肋管在传热方面表现更强,但其al/D值高于其他外肋管。这些结果可以为外肋管的设计提供一定的参考依据。关键词:外肋管;自然对流;换热特性;温差;几何特征Abstract:Thispaperpresentsanexperimentalstudyonthenaturalconvectionheattransfercharacteristicsof3Douterfinnedtubes.Theresultsshowthatthenaturalconvectionheattransferperformanceoftheouterfinnedtubeissignificantlyaffectedunderdifferenttemperaturedifferences,andtheheattransferefficiencyislinearlyrelatedtothesizeofthetemperaturedifference.Atthesametime,theeffectofdifferentouterfintubestructuresonthenaturalconvectionheattransfercharacteristicsisalsodifferent.Amongthem,theouterfinnedtubewithcertaingeometricfeaturesperformsstrongerinheattransfer,butitsal/Dratioishigherthanotherouterfinnedtubes.Theseresultscanprovideacertainreferenceforthedesignofouterfinnedtubes.Keywords:Outerfinnedtube;Naturalconvection;Heattransfercharacteristics;Temperaturedifference;Geometricfeatures一、介绍外肋管作为一种重要的热交换器结构,在各个领域得到了广泛的应用。随着科技的发展,人们对外肋管的热传导效率和传热性能越来越高。在此基础上,本文选取了三维外肋管作为研究对象,探究其自然对流换热特性,以期为外肋管的优化设计提供一定的参考依据。二、实验方案2.1实验样品构造本实验选取了四种常见的外肋管结构作为实验对象,其中包括圆形外肋管、梯形外肋管、锐角三角形外肋管以及钝角三角形外肋管。这几种结构的几何尺寸如下图所示:2.2实验装置本实验装置采用了应变片测量技术,同时利用互补金属热电偶测量了试件的温度。整个实验装置如下图所示:2.3实验方法在实验过程中,我们选择加热水槽来升高试件的温度,观测热能是否能够自然地传输到试件中,测试每种结构试件的最大传热效率,并针对不同温度差驱动下,进行了一系列的传热测试。三、实验结果3.1温度差驱动下的实验结果我们通过不同温度差的驱动,测试了每种试件的传热效率。结果如下图所示:在图中,X轴代表温度差,Y轴代表纳瓦尔数。可以发现,在不同的温度差下,试件的传热效率均不相同,但均呈现出线性增长的趋势,实验结果表明,外肋管的传热效率与温度差成正比。3.2不同外肋管结构下的实验结果我们还测试了四种不同结构的试件在相同驱动下的传热效果,结果如下图所示:可以看出,在不同外肋管结构的情况下,试件得到的传热效果也存在差异,其中具备一定几何特征的外肋管在传热方面表现更强,但其al/D值高于其他外肋管。四、结论本文通过实验研究,探讨了三维外肋管的自然对流换热特性,研究结果表明:1.外肋管的自然对流传热性能受到了显著的影响,且传热效率与温差大小呈线性关系。2.不同的外肋管结构对自然对流换热特性的影响也有所不同

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