膜片管通道流动与换热过程的数值模拟

论文摘要

采用SIMPLE算法模拟膜片管通道中的流动与换热,分析流场中出现的非线性现象以及不同管束排列方式对换热的影响。物理模型长度为185. 6 mm,高度为92. 8 mm,圆管直径为32 mm。烟气入口温度为400 K,上下两侧固体壁面温度为300 K。假设流动与换热进入充分发展阶段,雷诺数(Re)的取值范围是3 000～25 000,通入不同流速的烟气与两侧的壁面进行换热。结果表明:采用雷诺应力模型(RSM)所得的努塞尔数(Nu)与实验关联式结果最吻合,而且相对误差在5%～17%间;采用直接模拟(DNS)模拟时,稳态到非稳态的临界Re是100;在同一Re时,随着管间距减小,Nu是逐渐增加的,当Re取为25 000,管束水平间距和竖直间距均取为43. 2 mm时,通道换热能力达到最大且相应的Nu是195. 23。

论文目录

• 符号说明
• 引言
• 1 模型与方法
•   1.1 物理模型
•   1.2 数学模型
•     1.2.1 无量纲控制方程
•     1.2.2 边界条件
•   1.3 数值方法和评估
•     1.3.1 网格无关性验证
•     1.3.2 差分格式和湍流模型的验证
• 2 结果和分析
•   2.1 边界条件的验证
•   2.2 不同Re的流场
•   2.3 不同Re的流场的非线性分析
•   2.4 管间距对Nu的影响
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张玮瑜,杨茉

关键词: 膜片管通道,数值模拟,非线性,周期性充分发展,强化换热

来源: 热能动力工程 2019年07期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 动力工程

单位: 上海理工大学能源与动力工程学院

基金: 国家自然科学基金(51736007,51476103)~~

分类号: TK124

DOI: 10.16146/j.cnki.rndlgc.2019.07.018

页码: 115-121

总页数: 7

文件大小: 349K

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