环形波纹结构强化螺旋管传热特性及机理分析

摘要

采用环形波纹结构进一步提升螺旋管的传热性能，利用数值方法研究了二次流场、温度场和强化传热特性，基于场协同原理揭示了其强化传热机理，并探究了该结构下流体物性参数对强化传热的影响.结果表明：环形波纹结构周期性扰动能够改善二次流场的结构，促进管内流体的混合，有利于强化传热；与光滑螺旋管相比，环形波纹螺旋管横截面的内、外侧壁面附近局部努塞尔数最多分别提高了84.3%和50.1%;与光滑螺旋管相比，环形波纹螺旋管截面相同位置处的场协同角明显减小，传热性能得到了改善；带有环形波纹结构的螺旋管更适用于强化高普朗特数流体的传热.

关键词

波纹管 / 强化传热 / 场协同 / 螺旋管

基金资助

国家自然科学基金(51506133); 辽宁省自然科学基金项目(2019MS259); 辽宁省教育厅一般项目(LJ2020037)