内置折边扭带圆管内三维流动与传热数值模拟

山东大学学报(工学版) ›› 2010, Vol. 40 ›› Issue (2): 143-148.

内置折边扭带圆管内三维流动与传热数值模拟

崔永章^1,2,田茂诚¹，李广鹏²

1. 山东大学能源与动力工程学院, 山东济南 250061;
2. 山东建筑大学热能工程学院, 山东济南 250101

收稿日期:2009-08-09 出版日期:2010-04-16 发布日期:2009-08-09
作者简介:崔永章(1970-),男,山东莱西人,副教授,博士研究生,主要研究方向为燃气燃烧与应用、强化传热与节能技术. E-mail:cyz@sdjzu.edu.cn

3D numerical simulation of fluid flow and heat transfer in a circular tube with edge-fold-twisted-tape inserts

CUI Yong-zhang^1,2, TIAN Mao-cheng¹, LI Guang-peng²

1. School of Energy ＆ Power Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China;
2. School of Thermal Engineering, Shandong Jianzhu University, Jinan 250101, China

Received:2009-08-09 Online:2010-04-16 Published:2009-08-09

摘要/Abstract

摘要：

为研究烟气在内置扭带管内流动和强化传热特性,以螺旋扭带管和折边扭带管为研究对象建立烟气流动与传热三维数值模型,模型中对近壁面采用增强壁面函数法,并考虑低雷诺数和旋转流对湍流黏度的影响。与圆管相比Re=2300～5000内螺旋扭带管Nu提高21%～24％;折边扭带管Nu提高25%～32％。折边扭带管流动阻力ΔP为12～57Pa,比螺旋扭带管ΔP增加10%～18％。折边扭带管传热和流动性能比φ为120%～126％。内置折边扭带管强化传热的原因是具有沿流向以折边长度为周期的增速和减速。

关键词: 折边扭带管, 螺旋扭带管, 数值模拟, 强化传热

Abstract:

A 3D numerical simulation was carried out to study the fluid flow and heat transfer enhancement characteristics of flue inside a circular tube with spiral-twisted-tape(STT) and edge fold-twisted tape(ETT) inserts. An enhanced wall treatment, a differential formula for the effective viscosity to account for the low Reynolds number effects and modification for moderate swirling flow were adopted. Rearranged from 2300 to 5000, the Nu of tube with STT inserts is 21%～24％ higher than that of circular tube， and the Nu of tube with ETT inserts is 25%～32％ higher than that of the circular tube. The pressure drop of the tube with ETT inserts is from 12Pa to 57Pa, which is 10%～18％ higher than that of STT inserts. The thermalhydraulic performance of ETT is from 120％ to 126％. The heat enhancement reasons of ETT inserts is the characteristic of periodic velocity increases and decreases within an edgefold length.

Key words: edgefold-twisted-tape inserts, spiral-twisted-tape inserts, numerical simulation, heat transfer enhancement

崔永章1,2,田茂诚1，李广鹏2. 内置折边扭带圆管内三维流动与传热数值模拟[J]. 山东大学学报(工学版), 2010, 40(2): 143-148.

CUI Yong-zhang1,2, TIAN Mao-cheng1, LI Guang-peng2. 3D numerical simulation of fluid flow and heat transfer in a circular tube with edge-fold-twisted-tape inserts[J]. JOURNAL OF SHANDONG UNIVERSITY (ENGINEERING SCIENCE), 2010, 40(2): 143-148.

参考文献

相关文章 15

[1]	王忠啸,崔新壮,崔社强,张磊,车华桥,苏俊伟. 咸水区水泥土桩劣化及改性对道路复合地基的影响[J]. 山东大学学报(工学版), 2018, 48(4): 69-77.
[2]	宋贵杰. 浅埋软岩段隧道进洞施工变形特征与失稳分析[J]. 山东大学学报(工学版), 2018, 48(2): 53-60.
[3]	王丹华,张冠敏,冷学礼,徐梦娜,韩圆圆. T型管内两相流分配特性数值模拟[J]. 山东大学学报(工学版), 2018, 48(1): 89-95.
[4]	夏梦然,李卫,冯啸,朱光轩,李夏. 极浅埋富水砂层地铁横通道注浆加固与开挖稳定性[J]. 山东大学学报(工学版), 2017, 47(2): 47-54.
[5]	郑林彬,王建明,何讯超. 2024铝合金喷丸粗糙度试验与数值模拟[J]. 山东大学学报(工学版), 2017, 47(1): 84-89.
[6]	吕国仁,张群,牛奔,高全亭,武照收. 高层建筑桩基施工对邻近建筑物的影响[J]. 山东大学学报(工学版), 2017, 47(1): 48-58.
[7]	彭元诚,董旭,梁娜,邓振全. 北盘江新型空腹式连续刚构桥角隅节点模型试验研究[J]. 山东大学学报(工学版), 2016, 46(6): 113-119.
[8]	米春荣,李建明. 预应力混凝土管桩后注浆器的研制与应用[J]. 山东大学学报(工学版), 2016, 46(4): 89-95.
[9]	周乾,闫维明,纪金豹. 故宫灵沼轩钢结构动力特性与地震响应[J]. 山东大学学报(工学版), 2016, 46(1): 70-79.
[10]	汤潍泽, 欧金秋, 崔新壮, 楼俊杰, 肖溟, 张炯, 黄丹, 侯飞. 车载引起的沥青路面内动水压力现场试验研究[J]. 山东大学学报(工学版), 2015, 45(6): 84-90.
[11]	秦明臣, 董勇, 崔琳, 睢辉, 刘景龙. 双循环湿法烟气脱硫流动传质模拟[J]. 山东大学学报(工学版), 2015, 45(5): 88-94.
[12]	曹伟东, 戴涛, 于金彪, 席开华, 鲁统超, 程爱杰. 化学驱数值模拟的IMPIMC方法[J]. 山东大学学报(工学版), 2015, 45(1): 88-94.
[13]	高智珺, 崔新壮, 隋伟, 郭洪, 刘航, 李长义, 冯洪波. 大型失控车辆与隧道衬砌的动态相互作用与损伤分析[J]. 山东大学学报(工学版), 2014, 44(5): 49-57.
[14]	张涛, 韩吉田, 闫素英, 于泽庭, 周然. 太阳能真空管的热性能分析与测试[J]. 山东大学学报(工学版), 2014, 44(4): 76-83.
[15]	周前, 赵德刚. 水平旋喷桩在富水砂层浅埋暗挖隧道中的应用[J]. 山东大学学报(工学版), 2014, 44(4): 52-57.

多维度评价

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed