张诚

（中国能源建设集团　西北电力建设甘肃工程有限公司，甘肃兰州　730070）

椭圆螺旋扭曲管内层流流动与传热数值研究

张诚

（中国能源建设集团西北电力建设甘肃工程有限公司，甘肃兰州730070）

采用数值方法，研究了层流状态下椭圆螺旋扭曲管内对流换热特性，并与普通椭圆直管相比较，研究了管内流体的Re数以及管子几何尺寸对其管内传热与流动性能的影响。结果表明，椭圆螺旋扭曲管是一种较好的强化传热元件，尤其对具有大粘度流体在低Re数的层流时具有较好的强化传热效果。换热得以强化的原因在于椭圆螺旋扭曲管内流体发生旋转，产生了二次流，较小的二次流与主流相叠加可大大强化传热，使得管内流体的换热得到强化。

椭圆螺旋扭曲管数值研究强化传热二次流

1　引言

强化传热技术是指采用强化传热元件，改进换热器结构，提高换热器效率，以降低换热设备投资和运行费用。比如在热电厂中，包括锅炉在内的换热设备投资约占总投资的70%左右。因此，应用强化传热技术降低建设和运营成本是重大的现实需要。在开发高性能强化传热元件方面，经过几十年的研究与发展，国内外研究人员开发出诸如螺旋槽管、横纹管、缩放管、波纹管、椭圆管、滴形管、透镜管、螺旋椭圆扁管、交叉缩放椭圆管、椭圆螺旋扭曲管等。本文主要研究椭圆螺旋扭曲管内的流动与传热特性。

椭圆管的阻力特性和换热特性都比圆管优越，其管内对流换热得到强化的同时，管外椭圆近似于流线型，流体外掠时阻力较小，有利于降低换热器的泵功，能使换热器结构紧凑，是一种理想的传热元件。……