射流入射角度对螺旋管传热性能的影响

刘磊, 王宗勇, 杨鹏达, 韩旭, 王超, 张伟

北京化工大学学报(自然科学版) ›› 2023, Vol. 50 ›› Issue (05) : 29-36. DOI: 10.13543/j.bhxbzr.2023.05.003

射流入射角度对螺旋管传热性能的影响

  • 刘磊, 王宗勇, 杨鹏达, 韩旭, 王超, 张伟
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摘要

为了揭示射流入射角度对螺旋管内流体传热性能的影响规律,通过数值模拟方法对无量纲曲率δ=0.070 1、无量纲螺距τ=0.143的螺旋管在不同射流入射角度(α=30°~150°)下的强化传热性能进行研究。结果表明,射流的加入显著强化了螺旋管内流体的换热,在射流速比ε=4和雷诺数Re=19 000~26 000范围内,随着射流入射角度的增大,螺旋管壁面的平均努赛尔数Nu_m、周向局部努赛尔数Nu_c(螺旋角θ=4.5π截面)及流动阻力系数f均随之增大;当α=150°时,与单一螺旋管(未加入射流)相比,加入射流后Nu_m提升了13.7%以上,Nu_c提升了70%。在所研究的Re和ε范围内,强化传热综合性能评价因子(PEC)随着α增大而减小,但PEC均大于1(1.08~1.65);当α=30°时,在研究范围内PEC达到最大,其平均值为1.62,是单一螺旋管的1.62倍,表明此时的螺旋管具有良好的综合强化换热效果。

关键词

螺旋管 / 射流入射角度 / 射流冲击 / 强化传热 / 数值模拟

中图分类号

TK124

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刘磊, 王宗勇, 杨鹏达, 韩旭, 王超, 张伟. 射流入射角度对螺旋管传热性能的影响. 北京化工大学学报(自然科学版). 2023, 50(05): 29-36 https://doi.org/10.13543/j.bhxbzr.2023.05.003

基金

辽宁省教育厅基础研究项目(LJ2020014)

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