加装螺旋导流板的双层铜管换热器传热性能分析

孙亚茹; 李德权; 季家东; 华子森

西安交通大学学报 ›› 2024, Vol. 58 ›› Issue (8) : 114 -123.

孙亚茹, 李德权, 季家东, 华子森

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摘要

为提高螺旋铜管（SCT）换热器的综合传热性能，通过在换热器内加装螺旋形导流板，采用双向流固耦合计算方法，分析了不同入口流速和导流板安装位置下对换热器内部双层SCT的振动和传热性能的影响。数值结果表明：双层SCT换热器外层SCT的振动强度明显高于内层；无振动时内层SCT的传热系数高于外层，有振动时外层SCT的传热系数高于内层；随着入口流速增加，内外层SCT的振幅均增大，传热系数提高；导流板的安装位置会直接影响SCT的振动和传热特性，且在SCT呈现最大振动强度和最佳传热性能时的安装位置并不相同；对比振动强化传热参数Q_PEC和综合传热性能因子R_JF发现，双层SCT换热器的Q_PEC和R_JF均高于单层，两螺旋导流板分别安装在换热器的左、下位置时，Q_PEC最大，安装在换热器的左、上位置时，R_JF最大且比安装在左、下位置时最高增大了7.99%。该研究可为高性能SCT换热器的设计提供理论和数据支撑。