王丽娟　尤伟　张园园　袁银男　喜冠南

(南通大学机械工程学院　江苏南通 226019)



研究与探讨

过渡流下三列圆柱传热特性的数值模拟*

王丽娟尤伟张园园袁银男喜冠南

(南通大学机械工程学院江苏南通 226019)

摘要为了研究过渡流状态下管外流体流动与传热特性的影响因素，利用基于复合网格系统的计算方法，对不同横向间距比与纵向间距比下的三列交叉圆柱列进行数值研究。研究结果表明，纵向间距一定时，横向间距对旋涡的位置及强弱有显著影响，且因上游圆柱不稳定性尾流对下游圆柱的洗刷作用使圆柱列存在一个最佳横向间距使换热效果最佳；横向间距一定时，三列交叉圆柱列的换热效果均随纵向间距的增大而递减。

关键词过渡流叉排圆柱复合网格数值模拟

0引言

为应对大气臭氧层破坏和全球气候变暖问题，制冷行业需要更新已广泛应用的传统制冷剂和过渡性制冷剂。我国制冷行业的趋势是使用R32和R290作为过渡性制冷剂，但这两种制冷剂具有可燃性，需减少换热器管内的填充量，即采用小管径。小管径换热器的管外流动状态为过渡流。

国内外学者已经对管外流场在层流和湍流状态下的流动特性做了大量的研究，可指导换热器在此工况下的设计，但对过渡流状态下的管束流动、传热特性研究鲜少，过渡流下的传热机理仍不明确，不能有效指导小管径换热器高效安全的设计。

为研究换热器管束在过渡流状态下的流动传热机理，在前期研究中，赵舟等[1]对串列双圆柱的流场进行了数值模拟，发现在雷诺数Re=70～300时随着中心距的变化流场可以分为3种状态；……