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螺旋管内流动和传热特性实验研究及经验公式评价目录1. 内容概括 (2)1.1 实验背景 (3)1.2 实验目的和意义 (3)1.3 实验内容和研究方法 (4)2. 螺旋管回路的基本知识 (5)2.1 螺旋管的结构特性 (7)2.2 螺旋管内流体的流动特性 (8)2.3 螺旋管内的热交换特性 (9)3. 实验装置及条件 (10)3.1 实验设备介绍 (12)3.2 实验参数设定 (13)3.3 数据采集和记录方法 (14)4. 实验结果与分析 (15)4.1 流体流速对螺旋管内流体流动特性的影响 (15)4.2 流体流量对螺旋管内热量传递特性的影响 (17)4.3 螺旋管几何参数对螺旋管流动和传热特性的影响 (18)5. 经验公式的建立 (20)5.1 螺旋管内流动的经验公式 (21)5.2 螺旋管内传热经验公式的建立 (22)5.3 不同工况下的公式适用性分析 (23)6. 实验公式评价 (25)6.1 实验数据的准确性分析 (26)6.2 实验公式的适用范围 (27)6.3 实验公式与理论计算结果的比较 (27)7. 结论与展望 (29)7.1 实验研究的主要结论 (30)7.2 实验公式的应用前景 (31)7.3 实验研究中的不足与建议 (32)1. 内容概括本实验研究旨在详细探究螺旋管内部流体流动和传热过程的特性和规律。
螺旋管因其独特的几何形状和三维流动特性，广泛应用于实际工业应用中，如热交换器和管道系统。
实验设计包括模拟不同流体流速、不同温差和管内流体不同物理性质的一系列实验条件。
通过对实验数据的定量分析和流动、传热传质理论的结合，本研究对螺旋管的流动和传热特性进行了详细的分析和解释。
实验结果包括温度分布、流速分布以及相应的换热率等关键参数的测量和记录。
通过将实验结果与理论模型和现有文献中的研究成果进行对比，本研究验证了已有经验公式的适用性和准确性。
此外，研究团队开发了一套新的经验公式，用以更准确地预测螺旋管内的流动和传热特性，尤其在小管径和低雷诺数情况下。
烟气管道传热性能的数值模拟研究随着环境保护意识的日益增强，空气污染问题也越来越受到重视。
作为污染源之一，烟气排放不仅对环境造成了严重影响，也给人们的生活带来了诸多危害。
传热是烟气管道运行的重要参数之一，其性能的优化对于减少能源消耗和烟气排放至关重要。
本文将对烟气管道传热性能进行数值模拟研究，并探讨如何优化这一过程，从而实现绿色环保的目标。
一、烟气管道传热原理在燃煤、燃油、燃气等能源的燃烧过程中，产生大量的烟气，这些烟气需要通过管道输送出去。
在这个过程中，由于管道的存在，烟气会通过管道的壁面和传导传热到管道的外部，同时也会通过管道内部的对流传热实现热传递。
管道内部和外部的烟气温度差越大，则管道传热越快。
二、数值模拟方法为了定量地描述和分析管道传热过程，需要进行数值模拟。
该方法可以在计算机模拟中进行，通过电脑模拟来预测烟气传输的温度和流动，帮助我们设计管道的尺寸和结构，进一步优化传热过程。
数值模拟研究通常包括以下几个步骤：1.模型建立：在计算机上建立一个具有几何形状和特定物理参数的模型，以模拟管道的运行。
2.数学建模：通过物理规律和数学公式，将烟气流动和热传导过程进行数学建模。
3.求解方程：采用数值方法，通过计算机程序求解数学方程式，得到烟气温度场和流场等重要参数。
4.结果分析：对计算结果进行分析和解释，得出相应结论和方法。
三、烟气管道传热性能的数值模拟研究1.数值模型的建立首先，需要建立烟气管道传热数值模型，包括烟气输送管道、管道壁面和管道外部环境。
建模时需考虑以下几个方面：（1）管道壁面的热传导特性，包括导热系数、热容和密度等参数。
（2）烟气输送管道内部的流动特性，包括质量流率、流速和流体压力等参数。
（3）烟气输送管道外围环境的温度变化和气流的影响等因素。
2.数学建模在建立好数值模型后，需要对烟气在管道内部和外部的传热及流动过程建立数学模型。
在此过程中，我们需要考虑以下几个方面：（1）对流传热：考虑烟气在管道内部的流动和传热。
百叶窗翅片圆管换热器肋侧层流流动特性与传热特性数值研究百叶窗翅片圆管换热器肋侧层流流动特性与传热特性数值研究摘要：百叶窗翅片圆管换热器是一种常见的换热设备，被广泛应用于多个领域。
本文通过数值模拟的方法，研究了百叶窗翅片圆管换热器在肋侧层流流动条件下的流动特性和传热特性。
通过改变翅片形状和尺寸以及壁面温度条件等参数，分析了这些因素对换热器性能的影响。
研究结果表明，在一定的流量条件下，翅片形状和尺寸对换热器的传热效果有着明显的影响，同时壁面温度的升高也会提高传热效率。
1. 引言百叶窗翅片圆管换热器是一种重要的换热设备，在空气调节、冷却系统和热能回收等领域得到了广泛的应用。
其结构简单，性能稳定，换热效果良好，在节能和环保方面具备了很大的潜力。
2. 数值模拟方法本文采用计算流体力学（CFD）方法对百叶窗翅片圆管换热器进行数值模拟。
通过建立合适的几何模型和流动场模型，引入Navier-Stokes方程和能量方程，利用计算机仿真得到流动场和温度场的分布情况。
3. 模型建立和仿真参数为了研究百叶窗翅片圆管换热器的肋侧层流流动特性和传热特性，本文选取了一种典型的百叶窗翅片圆管结构，并设定了合适的尺寸和边界条件。
模型中考虑了肋片形状、肋间距和肋片高度等参数对换热器性能的影响，并将其化简为一维问题进行数值计算。
4. 结果分析通过数值模拟得到的流动场和温度场数据，可以得知不同参数对翅片换热器性能的影响规律。
在固定流量和壁面温度条件下，增加翅片高度和肋间距会增加流动阻力，但也会提高传热效果。
此外，改变壁面温度的变化幅度，也会对传热特性产生很大的影响。
5. 结论本文通过数值模拟的方法，研究了百叶窗翅片圆管换热器的肋侧层流流动特性和传热特性。
研究结果表明，翅片形状和尺寸以及壁面温度是影响换热器性能的重要因素。
合理调整这些参数可以提高百叶窗翅片圆管换热器的传热效率和性能稳定性，为其在实际应用中的优化设计提供了理论依据。
6. 展望虽然本文通过数值模拟研究了百叶窗翅片圆管换热器的肋侧层流流动特性和传热特性，但仍存在一些不足之处。
Y型三维微肋管管外池沸腾传热特性
刘德;黄理浩;陶乐仁;陶雪豹;李小翠;杨乐乐
【期刊名称】《化学工程》
【年(卷),期】2023(51)1
【摘要】为了提高换热管的传热效率,选用1根光滑管和2根不同肋间距的Y型三维微肋管进行了R410A的管外池沸腾传热实验。
研究发现,受气泡行为的影响,Y型三维微肋管的管外传热系数随热流密度升高而降低,传热强化效果削弱并逐渐趋于光滑管;提高饱和温度和肋间距可以增大管外传热系数,但在高热流密度下,饱和温度对管外传热系数的影响不大;与其他商用强化管相比,2根Y型三维微肋管的传热系数在热流密度在低于25 kW/m^(2)时更具优势,但在热流密度高于45 kW/m^(2)时强化倍率较低。
为了预测Y型三维微肋管的管外表面传热系数,拟合了一个传热关联式,该关联式92.62%的计算值与实验值相对误差不超过30%。
【总页数】6页(P11-16)
【作者】刘德;黄理浩;陶乐仁;陶雪豹;李小翠;杨乐乐
【作者单位】上海理工大学能源与动力工程学院;上海市动力工程多相流动与传热重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TK124
【相关文献】
1.烧结型多孔表面管外池沸腾传热特性
2.方肋微通道内流动沸腾的气泡动态与传热特性分析
3.表面强化管外池沸腾传热特性研究
4.三维微肋螺旋管内R134a沸腾环状流区的传热与关联式
5.三维微肋螺旋管内流动沸腾流型与传热性能
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肋管式换热器传热系数肋管式换热器是一种常见的热交换设备，广泛应用于工业生产和空调系统中。
它通过肋管的设计和布置，使得流体在换热器内的传热效果更加高效。
下面将从肋管式换热器的工作原理、传热模式、影响传热系数的因素等方面进行论述。
肋管式换热器的工作原理是利用肋管的形状和布置，增大与流体间的传热面积，增强对流传热效果，提高传热系数。
通常情况下，肋管式换热器由一个管束和外壳组成。
流体通过管束内的肋管进行传热，而外壳内的另一种流体则与肋管外表面进行传热。
肋管式换热器的传热模式主要有强迫对流传热和自然对流传热两种。
强迫对流传热是指通过外力（如泵）将流体强迫流动，使得流体与肋管之间发生热量的交换。
自然对流传热是指在没有外力驱动的情况下，由于温差的存在使得流体发生密度差异，自然形成对流传热。
影响肋管式换热器传热系数的因素非常多，下面将重点介绍几个关键因素。
首先是流体流速和流体性质，流体流速越大，传热系数越高。
同时，流体的性质也对传热系数有影响，一般来说，流体的传热系数与其热导率成正比。
其次是肋管的形状和尺寸，肋管的形状和尺寸不同，对流体的传热系数有不同的影响。
一般来说，肋管越高、越密，传热系数越高。
此外，换热器的表面积和传热时间也会影响传热系数，表面积越大，传热系数越高；传热时间越长，传热系数越低。
最后，壳程流体和管程流体之间的流体性质和温度差异也会影响传热系数。
肋管式换热器的传热系数是根据具体的传热实验测得的。
工程设计和选型时，通常会根据实际需要选择合适的换热器。
同时，为了满足不同的传热要求，也可以通过调整不同因素来改变传热系数，从而实现更高效的传热效果。
综上所述，肋管式换热器的传热系数受到多方面因素的影响，包括流体流速和性质、肋管的形状和尺寸、换热器的表面积和传热时间以及壳程流体和管程流体之间的性质和温度差异。
了解这些因素可以帮助我们更好地理解肋管式换热器的传热机理，并在实际应用中选择合适的换热器，实现更高效的热交换。
关键词：百叶窗翅片圆管式换热器；换热性能；摩擦因子；数值研究论文类型：应用研究AbstractFin and tube bank heat exchanger has been widely used in industry, transportation, refrigeration, air conditioning and other fields due to the advantages of compact structure and convenient operating. Evaporator and condenser are the main part of the air conditioning system, and their heat transfer performance has a direct impact on the efficiency of air conditioning system. The fin side of fin and tube heat exchanger has large heat transfer resistance. Therefore, improving the heat transfer coefficient of the fin side surface significance.Punching louvered fin on the fin surface of the circular tube bank fin heat exchanger is an efficient method to enhance heat transfer, and which is widely used in the field of air conditioning. When fluid flows through the channel formed by tubes and the louvered fins, the louvers on the fin surface discontinue the development of fluid flow and thermal boundary layer, and then enhance heat transfer. At the same time, fluid flow resistance also increases. To further optimize the louvered fin, a numerical method is used to study the fluid flow and heat transfer characteristics in the channel formed by the circular tubes bank louvered fins.This paper selects the channels which formed by the tube bank and the louvered fins as the computational domain. A reasonable grid system of the computational domain is obtained, and the independence of the numerical results on the grid size is strictly examined. In order to prove the rationality of the numerical method and the validity of the numerical method, the numerical results are compared to the experimental results. After performing above processes, numerical method is used to obtain the fluid flow and heat transfer characteristics in the channels formed by the louvered fins and the channel formed by the plain fin with the same configurations .The various characteristics such as the flow fields on the transversal sections and vertical sections, local heat transfer characteristics on the fin surfaces, the Nusselt number Nu and the pressure drop Δp along the main flow direction are compared. Under different flow rate, comparisons of the flow field and the temperature field and the pressure field between the cases of the louvered fin and the plain fin are performed. Through changing the geometry parameters of the louvered fin such as the louvered angle θ, the louvered pitch L p, the fin pitch F p, the length of louvered reversing area L d, the number of louvered units N, the transversal and the longitudinal tube pitch S, the effects of these parameters on the heat transfer performance in the channel are obtained.The results show that compared the plain fin, the louvered fin destroyed the fluid flow boundary layer, effectively improves the performance of heat transfer, and then heat transfer enhancement are obtained. The geometric parameters of the louvered fin have obvious its fluid flow and heat transfer characteristics. With increasing the louvered pitch, the number ofthe louvered units, and decreasing the tube pitch, Nusselt number increase. With increasing the louvered angle, the louvered pitch, and decreasing the tube pitch, the friction coefficient increase. According to the overall performance factor JF, the region of the parameters studied in this paper: the factor JF of the 1.2 mm fin pitch is the best; when the louver angle is 19°, the louvered pitch is 1.2 mm, the length of the louver direction reversing area is 1.95 mm and the number of the louvered units are 12, the heat transfer performance is better with 1.28 mm fin pitch; when the louver angle is 19°, the heat transfer performance is better with 1.68 mm fin pitch; when the louver angle is 27°, the length of the louver direction reversing area is 1.3 mm and the number of the louvered units are 12, the heat transfer performance is better with 2.10 mm fin pitch. The correlations of the heat exchange factor and the friction factor with Re, the louvered angle θ, the louvered pitch L p, the fin pitch F p, the length of louver direction reversing area L d, the transversal and longitudinal tube pitch S, the number of the louvered units N are provided and are compared with the experimental correlations for using in the design conveniently.Key words:the louvered fin and round tube heat exchanger; heat transfer performance; friction factor; Numerical studies目录摘要 (I)Abstract (III)1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 国内外研究现状以及存在的问题 (2)1.2.1国内外研究现状 (2)1.2.2存在的问题及研究目的 (5)1.3本文的主要工作 (6)2 百叶窗翅片圆管换热器的模型 (7)2.1 圆管百叶窗翅片换热器结构 (7)2.2 圆管百叶窗翅片换热器的参数 (7)2.3 数学模型 (9)2.4 控制方程及边界条件 (10)2.4.1 百叶窗翅片的控制方程 (10)2.4.2 百叶窗翅片的边界条件 (11)2.5 传热和流动参数的定义 (12)3 数值方法 (14)3.1 计算区域变换 (14)3.2 控制方程的变换 (16)3.3 边界条件的转换 (17)3.4 方程建立求解 (18)3.5 速度以及压力项的修正 (19)3.6 速度与压力的耦合 (21)3.7 算法及其收敛判定 (21)4 网格系统 (23)4.1 数值解的网格独立性 (24)4.2 数值方法验证 (24)5 圆管百叶窗翅侧结果分析 (25)5.1 圆管百叶窗翅片与平直翅片的对比分析 (27)5.2 百叶窗翅侧通道内速度、温度以及压力场分布 (29)5.3 百叶窗翅片间距参数变化对圆管百叶窗翅片性能影响 (42)5.4 百叶窗角度参数变化对圆管百叶窗翅片性能影响 (32)5.5 百叶窗换向区长度参数变化对圆管百叶窗翅片性能影响 (36)5.6 百叶窗单元数参数变化对圆管百叶窗翅片性能影响 (38)5.7 百叶窗间距参数变化对圆管百叶窗翅片性能影响 (41)5.8 百叶窗翅片横向管间距参数变化对圆管百叶窗翅片性能影响 (43)5.9 百叶窗翅片纵向间距参数变化对圆管百叶窗翅片性能影响 (44)5.10 圆管百叶窗翅片关联式 (46)结论 (50)致谢 (52)参考文献 (53)附录符号表 (56)攻读学位期间的研究成果 (59)1 绪论1.1 课题研究的背景能源是人类社会发展的基础。
第36卷第4期2018年8月轻工机械Light Industry Machinery Vol.36 No.4Aug.2018[新设备•新材料•新方法]DOI: 10. 3969/j. issn. 1005-2895.2018.04.014带有双倾斜肋片的细通道内液体流动与传热特性艾鑫12,林清宇12,冯振飞12,李欢12(1.广西大学机械工程学院，广西南宁530004;2.广西大学广西石化资源加工及过程强化技术重点实验室，广西南宁530004)摘要：为提高细通道热沉的传热性能，设计了一种内置双倾斜肋片的细通道热沉。
通过数值模拟的方法对双倾斜肋片细通道的传热特性、流动特性以及综合性能进行研究。
分析了在一定雷诺数范围内细通道的摩擦阻力因数、努塞尔数、综合性能评估值以及总热阻的变化情况。
结果表明：在雷诺数较低时肋片长度为15m m的通道综合传热性能最佳，在雷诺数较高时肋片长度为1.0 m m的通道综合传热性能最佳。
综上可知加入双倾斜肋片的细通道可以增加传热，并降低总热阻从而有效地提高传热性能。
关键词：换热设备；细通道;双倾斜肋片；传热特性；流动特性中图分类号:TK124 文献标志码：A文章编号=1005-28/5 (2018) 04-0067-05Fluid Flow and Heat Transfer of Mini-(Channel witli Double-Inclined RibsAI Xin1,2,LIN J Qingyu1,2,FENG Zhenfei1,2,LI Huan1,2(1. College of M echanical Engineering,G u an g i U niversity,Nanning530004,C hina； 2. G u an g i Key Laboratory ofPetrochemical Resource Processing and Process Intensification Technology,Guangxi U niversity,Nanning 530004,China) Abstract：!ord er to im prove the heat transfer perform ance o f the m in i-c h a n n e l heat s in k, a m in i-c h a n n e l heat sin k w ithdouble in c lin e d rib s was designed. The nu m e ric a l sim u la tio n m ethod was used to study the heat transfer c h a ra c te ris tic s,flow^ cha racteristics and com prehensive properties o f the m in i-c h a n n e l o f double in c lin e d fin s. The fric tio n resistancefa cto r , N usselt n u m be r , com prehensive perform ance evaluation value and to ta l t he rm a l resistance o f the m i a ce rta in R eynolds nu m be r range were analyzed. The results s h o w th a t when the R eynolds n u m b e r is lo w, the ove rallheat transfer perform ance o f the channel w ith a rib le ng th o f 1.5m m is the best. W hen the R eynolds nu m be r is h igh ,the cha nn el w ith a 1.0m m rib le ng th has the best o ve ra ll heat transfe r perform ance. In sum m ary , it ca a d d itio n o f the m in i-c h a n n e l o f the double in c lin e d fin s can increase the heat transfe r and reduce the to tal the rm a lresistance to e ffe ctive ly im prove the heat transfer perform ance.Keywords ：heat exchange E q u ip m e n t; m in i-c h a n n e l; d o u b le-in c lin e d r ib s; heat transfer c h a ra c te ris tic s; flo wcha racteristics换热设备广泛应用于化工、能源、农业和航空航天 等工业领域[1]。
