垂直凹坑管内层流混合对流的被动传热强化

摘要

垂直管的传热强化对许多换热器和热设备的热性能起着重要的作用.本文对垂直凹坑管中气流的层流混合对流进行了数值研究.采用有限体积法求解三维椭圆控制方程.对给定的凹坑间距,在不同理查森数(0.1,1和1.5)下,研究了三种不同凹坑高度(h/d=0.013,0.027,0.037)对凹坑间距的影响.在凹坑附近产生的涡流破坏了热边界层,增强了传热.因此,凹坑处的壁温较低.由于浮力的作用,近壁区域的流体流速显著增加.这种在近壁区域的加速使凹坑在理查森数较高时更有效.采用凹坑管提高了传热系数,但压降并不明显.在Ri=1.5,h/d=0.037的情况下,传热强化增加20％,但压力只损失2.5％.一般来说,在浮力的影响较大的情况下,推荐使用凹坑管.