内置组合转子换热管综合传热性能的数值模拟研究

摘要

通过对光管、内置螺旋两叶片和内置加轴螺旋两叶片两种结构组合转子的换热管的综合传热性能进行了三维模拟,分析了换热管内部的流场、速度场、温度场以及压力场,得到了管内流体的阻力特性和传热特性.模拟结果表明,内置组合转子换热管内的三维流动复杂,且有较强的湍动程度;相同雷诺数条件下,装有螺旋两叶片转子和加轴螺旋两叶片转子换热管的努赛尔数分别比光管提高了(1.32～1.35)倍和(1.43～1.47)倍,但引起的管内阻力系数也分别比光管增加了(134.6～144.)8％和(126.5～134.8)％.可见,加轴螺旋两叶片转子对换热管内传热能力的提高更为显著,同时也产生了一定的管内阻力,为综合考虑传热和阻力两方面因素,引入了综合评价指标(PEC).对两种转子的综合评价指标值进行对比,加轴螺旋两叶片转子的综合传热性能更好.