顺排管束流动和传热数值模拟

摘要

采用数值模拟的方法考察了列管式换热器中顺排管束的流动和传热问题,计算了不同纵向节径比(SL/D)和横向节径比(ST/D)对顺排管束传递特征的影响,并综合评价了其换热效果.结果表明,管排结构中大部分圆管均受尾流影响,在前列圆管尾流的作用下,尾涡结构被改变.相比于单圆管,管排结构强化传热的作用较明显,且对管排横向间距变化较为敏感.结果显示,增大SL/D和S T/D均能提高努塞尔数(Nu),但同时阻力系数也随之增大.当SL/D=2.7,ST/D=2.5时,管束的综合传热能力最优.此外观察到管排结构可以减小涡脱落频率,对涡脱落起一定的抑制作用,并通过线性拟合得到了管排斯特劳哈尔(St)数与雷诺(Re)数的关系.