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

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