斜截半椭圆柱面涡流发生器强化换热和压降特性实验研究

摘要

建立了研究涡流发生器强化换热和压降特性实验装置,开发了新型涡流发生器型式-斜截半椭圆和半圆柱面涡流发生器。对矩形通道内布置单排一对不同形状的涡流发生器换热和压降特性进行了对比性实验。实验雷诺数Re在700～26800范围内。由对比实验结果得出,斜截半椭圆柱面的综合效果最好,Re为20000时,最高局部换热系数比翼型中最好的矩形翼增加了5.7％,压降降低37.9％,与斜截半椭圆柱体相近。通过改变倾角α、攻角β、前沿间距S、布置方式等进一步进行优化实验。结果显示:实验工况下其最优参数为α12°、β=60°、S=20mm。结果表明:斜截半柱面涡流发生器是一种强化换热效果好又阻力损失小的涡流发生器型式。柱面相对柱体加工简单,制作方便。

目录

文摘

英文文摘

主要符号表

第一章 引言

1.1 选题背景及意义

2.2 国内外发展现状

1.3 此研究领域存在的问题

1.4 本文研究的目的意义

第二章 涡旋机理及其影响因素

2.1 涡旋发生发展机理

2.1.1 速度边界层和温度边界层

2.1.2 涡旋产生的条件

2.1.3 纵向涡机理分析

2.2 涡旋特性的影响因素

2.3 本章小结

第三章 涡流发生器设计

3.1 涡流发生器的几何参数确定依据

3.2 斜截半椭圆柱面涡流发生器机理分析

3.3 本章小结

第四章 实验系统、方案与程序

4.1 实验系统组成

4.2 实验方案

4.3 实验程序

4.4 本章小结

第五章 实验数据处理和结果分析

5.1 实验数据处理

5.2 对比实验结果分析

5.2.1 翼型与斜截半柱体、斜截半柱面涡流发生器对比

5.2.2 斜截半椭圆柱面与斜截半圆柱面涡流发生器对比

5.2.3 对比实验小结

5.3 优化实验结果分析

5.3.1 倾角的影响

5.3.2 攻角的影响

5.2.3 雷诺数的影响

5.3.4 前沿间距S的影响

5.3.5 不同布置的影响

5.3.6 单排与两排对比

5.3.7 优化实验小结

5.4 误差及回归分析

5.4.1 误差不确定度分析

5.4.2 回归分析

5.5 本章小结

第六章 结论与建议

6.1 结论

6.1 建议

参考文献

致谢

在学期间发表论文和参加科研情况