扇形内翅片石墨管层流强化传热性能

摘要/Abstract

摘要： 摘要：利用数值模拟方法对一种高黏度的油类介质在6种不同布置交错角度（0°，30°， 45°，60°，75°，90°）的扇形内翅片石墨换热管中层流的强化传热和流动规律进行了研究.结果表明，扇形内翅片的强化换热效果明显.与无翅片的石墨换热管相比，6种布置角度的扇形内翅片对流换热系数分别增大22.69%，42.49%，62.28%，63.44%，65.47%，66.47%.就流动性能而言，扇形内翅片的石墨管6种布置角度下的阻力分别增大了191.88%，252.01%，333.10%，364.33%，385.51%，400.43%.为了明确石墨管内添加扇形内翅片后的强化传热效应，采用了换热性能评价指标（PEC）对6种布置角度进行了评价研究，结果显示45°布置角度时PEC评价准则数的平均值达到最大，为1.265，说明布置角度为45°时强化换热效果最理想.

关键词: 扇形内翅片, 石墨管, 层流, 强化传热, 数值模拟

Abstract: Abstract： Numerical investigation of different fin angles (0°, 30°, 45°, 60°, 75°, 90°) was conducted to analyze the flow mechanism and heat transfer characteristics of highviscosity oil medium in graphite tube with internal fanshaped fins. The simulation results show that heat transfer enhancement is significant. Over the range of the Reynolds number studied, the Nusselt number at different arrangement angles (0°, 30°, 45°, 60°, 75°, 90°) is 22.69%,42.49%,62.28%,63.44%,65.47% and 66.47% higher than that for graphite tubes without internal fanshaped fins, respectively. The flow resistance for the tube with fins are found increasing by 191.88%,252.01%,333.10%,364.33%,385.51% and 400.43%, respectively. The evaluation index PEC has been introduced for the comparison of six different arrangement angle fins. The results show that the integral average PEC at 45° achieves a maximum value of 1.265 and that when the arrangement angle of fins is 45°, the graphite tubes with internal fanshaped fins has the best thermal and flow performance.

Key words: Key words： internal fanshaped fin, graphite tube, laminar, heat transfer enhancement, numerical simulation

中图分类号:

TK 124

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