摘要

为了探究射流对螺旋管内流体传热性能的影响规律,采用数值模拟方法研究了无量纲曲率δ=0.070 1、无量纲螺距τ=0.143的螺旋管在不同射流速比(ε=1~6)条件下强化传热的效果。研究结果表明:当射流速比ε>2时,射流流体可穿透螺旋管主流流体冲击到螺旋管外侧壁面,大幅度提高螺旋管外侧壁面的换热能力。在雷诺数Re=19 000~26 000的条件下,随着ε的增大,螺旋管壁面平均努赛尔数Num增大,流动阻力f减小,与单一螺旋管(未加入射流)相比,ε>2时螺旋管的Num增大幅度较为显著,当ε=6时Num最大,与单一螺旋管相比Num提升了25%;螺旋管截面周向努赛尔数Nuc和射流管安装位置处的轴向局部努赛尔数Nua均随着ε增大而增大,且射流在螺旋管内起强化传热作用的距离也随ε增大而增大,当ε>2时,强化传热的螺旋角度距离可达到60°以上;随着ε增大,综合传热性能评价因子PEC增大,且PEC均大于1(PEC=1.03~1.42),PEC的平均值是单一螺旋管的1.23倍,在所研究的范围内,当ε>2时PEC的增大幅度较为明显,当ε=6时PEC最大,具有良好的综合强化换热效果。

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