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管束式换热器流动换热的非线性现象研究

2021-04-01王文洁凌玲

制冷技术 2021年6期

王文洁,凌玲

(1-奥克斯空调股份有限公司,浙江宁波 315100;2-宁波水表股份有限公司,浙江宁波 315000)

0 引言

在众多物理现象中,如弹性系统、范德波尔方程和人口增长简单模型等,其动力学特性往往需要用非线性方程来表示。这些非线性方程通常没有解析解,但可通过计算机及相应的算法来求得其数值解[1-2]。非线性系统的解的形式有多种:稳定定态解、发散解和振荡解。稳定定态解即各参数不随时间的变化而变化;发散解就是无解,通常没有意义;振荡解分为周期性振荡解和混沌,周期性振荡解即解随着时间呈现周期性变化,而混沌解无固定规律[3]。关于换热器设计优化[4-8]、流动换热[9-13]前人已有较多研究,但管束式换热器流动换热系统作为非线性系统,其特性几乎很少有人关注。本文主要是通过仿真技术模拟展示该特性并以此解释烟可视化实验中遇到的流动非对称现象。

杨茉等[14]采用SIMPLE算法,QUICK差分方案,对封闭方腔内水平板自然对流换热的非线性特性进行了数值模拟研究。杨伟等[15]采用数值模拟及实验的方法对底部加热的复合多孔介质热流耦合传热过程进行了数值求解和温度测试,在小Ra工况下,确定了非线性分叉、震荡解的特征值。付超等[16]采用实验及数值模拟方法,对两层多孔介质内热流耦合对流传热解的特性进行了研究,计算了不同材料比例下的流体分叉、震荡等实际临界瑞利数。雍青青等[17]通过引用周期性边界条件将模型简化,通过数值模拟技术考察了不同雷诺数下流体横掠管束的流场和温度场。……

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