场协同原理评价指标的定性分析和定量探讨 被引量：31

1

作者 周俊杰 陶文铨 王定标 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 2006年第2期45-47,共3页

介绍了场协同原理,对其评价指标进行了探讨,分析了5种评价方式(简单算术平均角、体积加权平均角、天量模平均角、模点积平均角及积分中值角),以空调器强化表面为例,进行了三维数值模拟,分别按5种方式进行了协同角的计算比较,计算结果表... 介绍了场协同原理,对其评价指标进行了探讨,分析了5种评价方式(简单算术平均角、体积加权平均角、天量模平均角、模点积平均角及积分中值角),以空调器强化表面为例,进行了三维数值模拟,分别按5种方式进行了协同角的计算比较,计算结果表明:5种协同角整体变化趋势相似,能够反映速度场和温度场的协同性.定性分析表明,模平均角不仅物理意义明确,考虑因素全面. 展开更多

关键词 场协同 指标 协同角 数值模拟

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管内核心流分层填充多孔介质的传热强化分析 被引量：21

2

作者 刘伟 明廷臻 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第32期66-71,共6页

基于管内核心流强化传热的概念,在管内层流充分发展段的核心流内分层填充多孔介质,并建立流动与传热的数学模型。数值模拟结果表明:与光管相比,填充金属多孔介质后,管内核心流的温度更均匀,而边界流的温度梯度更大,全场平均协同角低于3... 基于管内核心流强化传热的概念,在管内层流充分发展段的核心流内分层填充多孔介质,并建立流动与传热的数学模型。数值模拟结果表明:与光管相比,填充金属多孔介质后,管内核心流的温度更均匀,而边界流的温度梯度更大,全场平均协同角低于36o,壁面与流体之间的换热显著增强;此外,对于提出的两种型式的强化传热管,为提高其性能评价准则值,宜在速度较高的管内核心流内填充孔隙率相对较低,而在速度梯度较大的核心流内填充孔隙率相对较高的多孔材料。 展开更多

关键词 管内核心流 强化传热 多孔介质 性能评价准则 协同角

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扭曲椭圆管换热器的数值模拟及场协同分析 被引量：15

3

作者 朱冬生 石仲璟 +2 位作者 钱泰磊 谭祥辉 肖静美 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期64-71,共8页

为了分析换热管几何参数对扭曲椭圆管换热器管程和壳程的传热与压降性能以及场协同关系的影响,今运用Fluent 6.3.26对不同几何参数的扭曲椭圆管换热器的管内和管外对流传热进行了数值模拟,并编写UDF程序计算温度场与速度场的夹角,即场... 为了分析换热管几何参数对扭曲椭圆管换热器管程和壳程的传热与压降性能以及场协同关系的影响,今运用Fluent 6.3.26对不同几何参数的扭曲椭圆管换热器的管内和管外对流传热进行了数值模拟,并编写UDF程序计算温度场与速度场的夹角,即场协同角。结果表明:Realizable k-ε模型相对更好地模拟出扭曲椭圆管换热器管内和管外的流场和温度场,努赛尔数Nu以及摩擦系数f与实验结果的差别都在5%以内。在扭曲椭圆管换热器的管程和壳程,Nu和f都随着扭曲椭圆管长短轴比的增大而增大,随着扭矩的减小而增大。基于场协同理论分析,协同角随Re的变化不大,但不同几何参数的扭曲椭圆管管内和管外的协同角都存在差异,二次流的出现优化了速度场以及温度场分布,减小了速度场以及温度梯度场之间的夹角,实现强化传热。 展开更多

关键词 扭曲椭圆管 数值模拟 场协同分析 协同角 强化传热

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开口扭曲片圆管强化传热与流动阻力特性模拟 被引量：10

4

作者 王娟 何星晨 +3 位作者 李军 万加亿 邹槊 徐皓晗 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期510-520,共11页

在乙烯裂解管式加热炉的工业应用中,通过在炉管内加入扭曲片内构件,将管内流动由平推流转为旋转流,增大了切向速度的同时加强了流体对管壁的冲刷作用,达到强化传热的目的。在第二代扭曲片的基础上进行结构改进,采用RNG k-ε湍流模型模... 在乙烯裂解管式加热炉的工业应用中,通过在炉管内加入扭曲片内构件,将管内流动由平推流转为旋转流,增大了切向速度的同时加强了流体对管壁的冲刷作用,达到强化传热的目的。在第二代扭曲片的基础上进行结构改进,采用RNG k-ε湍流模型模拟炉管内部的流动,对比分析了不同扭曲片结构管道内的纵向涡结构、阻力系数、努塞尔数、综合传热系数及速度矢量场与温度梯度场耦合协同情况。结果表明,沿管壁呈"狭缝"状开口的扭曲片结构增大了管内流动的旋流强度,降低了阻力损失;开口长度7 mm、宽度2 mm、间隔2 mm的扭曲片结构局部阻力系数是第一代的93.75%,比第二代增加了8.67%,但综合传热系数比第二代提高了1.56%,是光管的1.29倍,该结构提高了纵向涡的稳定性,强化了管道核心流体与管壁的动量、热量交换;而沿管道中心开口的扭曲片结构增大了局部阻力系数,造成局部损失增加。 展开更多

关键词 扭曲片 数值模拟 开口结构 纵向涡 强化传热 协同角

原文传递

印刷电路板换热器内翅片布置方式的场协同分析与讨论

5

作者 杨彦春 鹿院卫 +1 位作者 吴玉庭 魏海姣 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期610-619,共10页

为了研究超临界CO_(2)的传热性能并提高其换热性能,通过采用超临界CO_(2)作为传热流体,以翼型翅片为例,使用数值模拟的方法探究印刷电路板换热器内的不连续翅片通道,分析几种翅片布置方式的传热和阻力性能,得出翅片的最佳布置方式。同... 为了研究超临界CO_(2)的传热性能并提高其换热性能,通过采用超临界CO_(2)作为传热流体,以翼型翅片为例,使用数值模拟的方法探究印刷电路板换热器内的不连续翅片通道,分析几种翅片布置方式的传热和阻力性能,得出翅片的最佳布置方式。同时通过场协同理论,即通过分析温度场、压力场和速度场之间的协同性对模拟结果进行分析与讨论。结果表明,当交错距离为4 mm时,其传热性能与阻力性能均为最优,拥有最小的温度场与速度场协同角和最大的压力场与速度场协同角,表明这种布置方式可以使温度场与速度场的协同性和压力场与速度场的协同性均为最优,且它们之间的协同性均随着入口质量流量的增大而变差。 展开更多

关键词 印刷电路板换热器 传热 超临界CO_(2) 场协同 协同角 数值模拟

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正弦波纹管强化换热的场协同分析 被引量：4

6

作者 赵虎城 陈占秀 马秀琴 《河北工业大学学报》 CAS 北大核心 2009年第6期89-92,共4页

从场协同理论的角度分析流体在波纹管内流动与传热的情况,在等壁温条件,对管形按正弦规律变化的波纹管在不同周期和振幅下的换热,进行了数值模拟,分析速度场与温度梯度场的之间协同关系,讨论了其强化换热机制,证明只有在二者协同性好的... 从场协同理论的角度分析流体在波纹管内流动与传热的情况,在等壁温条件,对管形按正弦规律变化的波纹管在不同周期和振幅下的换热,进行了数值模拟,分析速度场与温度梯度场的之间协同关系,讨论了其强化换热机制,证明只有在二者协同性好的情况下,才能增强其换热. 展开更多

关键词 正弦波纹管 强化换热 场协同 协同角 温度梯度场 速度场

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高强化活塞振荡冷却的场协同分析 被引量：5

7

作者 朱海荣 张卫正 原彦鹏 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期769-774,共6页

数值模拟了高强化活塞内冷油腔中机油的振荡冷却过程,定义了有效速度的概念,通过数据处理得到了内冷油腔壁面的各场参数在时间和空间上的分布规律,分析了壁面表面传热系数与场协同性能间的联系.结果表明：在面相位为60°-120°... 数值模拟了高强化活塞内冷油腔中机油的振荡冷却过程,定义了有效速度的概念,通过数据处理得到了内冷油腔壁面的各场参数在时间和空间上的分布规律,分析了壁面表面传热系数与场协同性能间的联系.结果表明：在面相位为60°-120°和240°-300°范围内,场协同匹配性能较好;有效速度的分布规律与协同角余弦值的分布规律一致;内冷油腔壁面表面传热系数分布规律与协同角余弦值和有效速度的分布规律一致,表明可以使用场协同机理阐述机油振荡冷却的对流换热规律. 展开更多

关键词 高强化活塞 振荡冷却 场协同机理 协同角 有效速度

原文传递

蒸发器内置开孔毛细管强化换热的特性研究

8

作者 刘创创 刘斌 +3 位作者 赵松松 刘泳杉 黎劲松 高磊 《制冷与空调（四川）》 2023年第4期479-487,共9页

为进一步强化蒸发器换热效率,降低系统能耗,通过在蒸发管中内置开孔毛细管,基于微通道结构和射流冲击相结合的蒸发管,提出了一种利用制冷剂在蒸发管内进行喷射的新型制冷系统。开展了不同管径、不同孔径、不同孔间距毛细管影响蒸发管换... 为进一步强化蒸发器换热效率,降低系统能耗,通过在蒸发管中内置开孔毛细管,基于微通道结构和射流冲击相结合的蒸发管,提出了一种利用制冷剂在蒸发管内进行喷射的新型制冷系统。开展了不同管径、不同孔径、不同孔间距毛细管影响蒸发管换热效果及制冷系统性能的试验研究。试验结果表明:在环境温度为16℃、制冷剂流量为180g/min时,采用喷孔孔径为0.6mm、毛细管管径为3.0mm、孔间距为10cm的开孔毛细管结构,蒸发管的换热效果最好,蒸发管表面温度最低,蒸发管整体壁面温度能更快达到稳定且分布更均匀,换热系数更大。 展开更多

关键词 协同角 蒸发管 内置开孔毛细管 射流冲击 换热效果

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多旋静态混合器强化对流传质场协同分析 被引量：3

9

作者 孟辉波 王丰 +2 位作者 禹言芳 宋明远 吴剑华 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期282-286,共5页

为了研究静态混合器强化高粘流体混沌对流传质机理,通过积分中值角定量评价雷诺数和混合构件结构对静态混合器内速度场与压力场协同程度的影响。研究结果表明：静态混合器内速度场与压力场的协同角随着雷诺数的增加而降低;当Re〉17.8时... 为了研究静态混合器强化高粘流体混沌对流传质机理,通过积分中值角定量评价雷诺数和混合构件结构对静态混合器内速度场与压力场协同程度的影响。研究结果表明：静态混合器内速度场与压力场的协同角随着雷诺数的增加而降低;当Re〉17.8时,随着截面内叶片个数的增加,多旋静态混合器的协同角逐渐增大;FKSM构件较KSM提高速度场与压力场的协同程度达5.9%~11.9%,且其概率密度分布更加集中,最大概率对应的协同角数值比KSM高2.3%~3.5%,旋流叶片的切割分流作用致使轴向相邻2组混合元件过渡处协同角数值较大。 展开更多

关键词 静态混合器 强化传质 场协同 协同角

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压电风扇与散热器组合系统的散热性能及其改进 被引量：2

10

作者 岳佳斌 朱敏波 严松 《计算机辅助工程》 2020年第3期51-55,共5页

为提高散热器的散热性能,将压电风扇分别与直肋和针肋式散热器组合进行散热,利用FLUENT软件仿真其散热流场并计算其协同角,分析2种散热器的散热性能特点。考虑压电风扇的振动特性,将直肋式散热器的肋片改为扇形布置,并根据仿真结果进一... 为提高散热器的散热性能,将压电风扇分别与直肋和针肋式散热器组合进行散热,利用FLUENT软件仿真其散热流场并计算其协同角,分析2种散热器的散热性能特点。考虑压电风扇的振动特性,将直肋式散热器的肋片改为扇形布置,并根据仿真结果进一步将该散热器扇形肋片的后端改为针肋,设计新型散热器。根据散热器温度和协同角分布对散热器的散热性能进行评价分析,结果表明:自然散热时,针肋散热器的散热性能最好,且协同角相对较小;当压电风扇工作时,新型散热器散热性能最好,可比原直肋散热器组合温度降低4 K,比原针肋散热器组合温度降低2 K。新型散热器仅通过改变散热器的肋片布置即可明显改善散热器的散热性能。 展开更多

关键词 压电风扇 散热器 协同角 仿真

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涡强化扁管管片散热器传热特性及场协同原理分析 被引量：1

11

作者 孙东亮 陶文铨 王良璧 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期325-327,共3页

本文以空气为介质(Pr=0．698),通过数值模拟的方法在Re=400-2000的范围内对涡强化扁管管片散热器内周期性充分发展的层流流动进行了模拟分析,说明了在不同Re下,涡产生器横向间距δ和涡产生器攻角β改变时对局部NuLocal、横断面上的平均... 本文以空气为介质(Pr=0．698),通过数值模拟的方法在Re=400-2000的范围内对涡强化扁管管片散热器内周期性充分发展的层流流动进行了模拟分析,说明了在不同Re下,涡产生器横向间距δ和涡产生器攻角β改变时对局部NuLocal、横断面上的平均Nub和整体平均Nut的影响,以及对局部协同角θLocal、横断面上的平均协同角θb 和整体平均协同角θt的影响,通过比较分析得出协同角的变化趋势与换热强烈程度的变化趋势是完全和场协同原理相符合的,说明纵向涡强化换热的根本机理是改善了速度场与温度场的协同。 展开更多

关键词 纵向涡 数值模拟 协同角 场协同

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螺旋叶片轴向排列结构强化管内高黏流体流动特性研究 被引量：1

12

作者 王丰 禹言芳 +1 位作者 吴剑华 孟辉波 《沈阳化工大学学报》 CAS 2015年第4期329-335,共7页

利用计算流体力学方法探讨两种螺旋叶片轴向排列方式对其内部高黏度流体流场的影响,提取两种结构的速度场和压力场分析发现,三维速度场均存在着明显的周期性规律.KSM(Kenics type)叶片对流体的切割分流和改变自旋方向在每个叶片的两端... 利用计算流体力学方法探讨两种螺旋叶片轴向排列方式对其内部高黏度流体流场的影响,提取两种结构的速度场和压力场分析发现,三维速度场均存在着明显的周期性规律.KSM(Kenics type)叶片对流体的切割分流和改变自旋方向在每个叶片的两端产生的压力降为定值,并且随着雷诺数的增加而线性增加.在两种叶片结构的同侧不同端点位置处存在着压力峰值区域诱导了径向二次流的产生.对速度场和压力场的整体协同性分析发现KSM和SSM对应的协同角随雷诺数的增加而下降,SSM内速度场与压力场的整体协同性优于KSM. 展开更多

关键词 数值模拟 速度场 压力场 场协同 协同角

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两种搅混翼格架CFD数值模拟及其协同场分析 被引量：1

13

作者 戴旭东 陈畏葓 杨立新 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期16-21,共6页

通过Hollway的实验结果对格架计算流体力学(CFD)分析模型进行校验,在此基础上开展了两组分别具有分开式和撕裂式搅混翼的5?5格架棒束通道CFD模拟分析。引入场协同理论对两组CFD模拟结果进一步分析,结果表明:协同角的场分布特性可以很好... 通过Hollway的实验结果对格架计算流体力学(CFD)分析模型进行校验,在此基础上开展了两组分别具有分开式和撕裂式搅混翼的5?5格架棒束通道CFD模拟分析。引入场协同理论对两组CFD模拟结果进一步分析,结果表明:协同角的场分布特性可以很好地解释搅混翼对燃料组件强化换热的作用机理。如果不考虑搅混翼所带来的压降损失大小,撕裂式搅混翼比分开式具有更好的强化换热效果;分开式搅混翼的折弯角增加不会显著改善换热特性,而且角度过大时换热特性有下降的趋势。 展开更多

关键词 格架 搅混翼 CFD 场协同理论 协同角

原文传递

场协同理论下速度、温度梯度平均协同角的形式与权重研究 被引量：1

14

作者 刘久逸 杨建军 +1 位作者 吴明元 张建安 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期51-56,共6页

通过FLUENT软件对T型平面二维流道进行两种流动状态下的流场模拟,分析平均场协同角的形式与权重对场协同特性衡量的影响。结果表明:矢量积绝对值权重下的平均协同角可在一定程度上反映流场中重要比拟热源区域的协同角大小,是相对较好的... 通过FLUENT软件对T型平面二维流道进行两种流动状态下的流场模拟,分析平均场协同角的形式与权重对场协同特性衡量的影响。结果表明:矢量积绝对值权重下的平均协同角可在一定程度上反映流场中重要比拟热源区域的协同角大小,是相对较好的传热对比参数;体积权重下的平均协同角由于受温度梯度极小的区域干扰,不适用于对比评价;若使用定义范围为0°~90°以内的局部协同角计算平均角可以在一定程度上反映流体内部热量传递的协同程度,该局部协同角与范围为0°~180°内的局部协同角在传热分析中必须根据需要合理选择。 展开更多

关键词 场协同 协同角 传热

原文传递

缩放椭圆管结垢对换热场协同的影响

15

作者 张艾萍 王新灵 张宏学 《热力发电》 CAS 北大核心 2015年第2期31-35,共5页

针对结垢厚度分别为0.5、1.0、1.5、2.0mm的圆管及交叉缩放椭圆管进行数值模拟,分析在雷诺数Re分别为10 000、12 000、18 000、24 000、30 000的流动状态下,污垢对速度场和温度场及其协同角、协同数的影响,并对圆管及交叉缩放椭圆管进... 针对结垢厚度分别为0.5、1.0、1.5、2.0mm的圆管及交叉缩放椭圆管进行数值模拟,分析在雷诺数Re分别为10 000、12 000、18 000、24 000、30 000的流动状态下,污垢对速度场和温度场及其协同角、协同数的影响,并对圆管及交叉缩放椭圆管进行比较。结果表明:交叉椭圆管内场协同数随着Re的增加而减小,随着污垢厚度的增加而增大,而平均协同角则相反;沿管长方向场协同数逐渐减小,对于每个过渡段,场协同数有2次最大峰值和2次最小峰值;交叉缩放椭圆管的平均场协同数大于圆管,平均协同角小于圆管。 展开更多

关键词 缩放椭圆管 速度场 温度场 场协同数 协同角 污垢厚度

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螺旋扁管的换热性能研究 被引量：18

16

作者 刘敏珊 宫本希 董其伍 《石油机械》 北大核心 2008年第2期22-25,83,共4页

以雷诺数小于1000的流体为研究对象进行模拟研究,比较螺旋扁管和螺旋椭圆扁管之间的差别,同时分析2种管横截面的场协同角,并与直扁管和直椭圆扁管进行对比。结果认为,2种螺旋管壁面努赛尔数随雷诺数的增大而增大,变化趋势逐渐减缓;2种... 以雷诺数小于1000的流体为研究对象进行模拟研究,比较螺旋扁管和螺旋椭圆扁管之间的差别,同时分析2种管横截面的场协同角,并与直扁管和直椭圆扁管进行对比。结果认为,2种螺旋管壁面努赛尔数随雷诺数的增大而增大,变化趋势逐渐减缓;2种螺旋管的综合性能评价因子随雷诺数的增大而增大,且螺旋扁管的要高于螺旋椭圆扁管,在此工况下应选用螺旋扁管。自支撑结构的螺旋管,在相同雷诺数下,螺旋椭圆扁管的压力损失小于螺旋扁管,但其传热性能却不如螺旋扁管。 展开更多

关键词 螺旋扁管 螺旋椭圆扁管 场协同角 传热性能 数值模拟

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燃料电池N型扰流式冷却流道设计及传热分析

17

作者 刘增鹏 刘祯 《电源技术》 CAS 北大核心 2023年第9期1188-1192,共5页

质子交换膜燃料电池的功率密度越高,同体积下产生的废热越多,但冷却流道的体积却没有因此增加,甚至还有所减少。为了提升质子交换膜燃料电池内部冷却流道的传热性能,设计出一种N型扰流式冷却流道,采用数值模拟的方法,将扰流式流道与常... 质子交换膜燃料电池的功率密度越高,同体积下产生的废热越多,但冷却流道的体积却没有因此增加,甚至还有所减少。为了提升质子交换膜燃料电池内部冷却流道的传热性能,设计出一种N型扰流式冷却流道,采用数值模拟的方法,将扰流式流道与常规直流道进行对比分析。仿真结果表明:采用扰流式流道的燃料电池,在冷却水流速相同时有着更低的温度和更小的温差;冷却水流速增加,温度和温差降幅更大,但压降也更大。扰流式流道在低雷诺数条件下出现混沌对流,导致部分区域冷却水流向与温度发生突变,减小了场协同角,增强了传热能力。扰流式流道内冷却水能更快地吸收更多的热量,占用体积不变但传热性能更好,且结构简单,为冷却流道的设计提供一定的参考价值。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 N型扰流式 传热 场协同角 混沌对流

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柴油机微粒捕集器热再生场协同分析 被引量：2

18

作者 龚金科 江俊豪 +2 位作者 刘伟强 张彬 李煜 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期346-351,共6页

基于柴油机微粒捕集器热再生机理,建立了CFD三维仿真模型,并利用场协同原理的数学模型对柴油机微粒捕集器过滤体热再生过程的速度矢量和温度梯度进行了场协同分析,研究各因素对场协同度的影响,结果表明:在低速大负荷工况下,微粒捕集器... 基于柴油机微粒捕集器热再生机理,建立了CFD三维仿真模型,并利用场协同原理的数学模型对柴油机微粒捕集器过滤体热再生过程的速度矢量和温度梯度进行了场协同分析,研究各因素对场协同度的影响,结果表明:在低速大负荷工况下,微粒捕集器过滤体内的场协同度较高;进气扩张管的扩张锥角对过滤体内场协同度的影响很小,可忽略不计;采用较小的过滤体长径比能够有效增大高场协同度区域占整体区域的比例.计算结果与试验结果变化趋势较为吻合,数值误差较小,表明该模型较为准确,精度符合计算要求. 展开更多

关键词 柴油机 微粒捕集器 热再生 场协同原理 场协同角

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正弦波微通道PCHE中超临界LNG流动换热研究 被引量：2

19

作者 路达 贺翔 +3 位作者 张引弟 吕国政 李颖楠 陈一航 《低温与超导》 CAS 北大核心 2021年第7期45-52,共8页

超临界LNG在正弦波微通道印刷电路板式换热器中流动换热时,因物性在拟临界点附近剧烈变化和涡流剪切作用的影响使流动换热过程更为复杂。采用数值模拟方法研究了在6组振幅模型下不同流量时各节距处Nu数、摩阻因子f、对流换热系数h、压降... 超临界LNG在正弦波微通道印刷电路板式换热器中流动换热时,因物性在拟临界点附近剧烈变化和涡流剪切作用的影响使流动换热过程更为复杂。采用数值模拟方法研究了在6组振幅模型下不同流量时各节距处Nu数、摩阻因子f、对流换热系数h、压降△P及综合换热性能评价因子PEC的变化规律,并提出面协同角概念来分析局部流动换热机理。结果发现:沿流向Nu数先上升后下降,峰值在拟临界点附近出现;由于湍流强度的增大,△P和h随流量的增大而提高;振幅和流量一定程度的增大有利于综合换热效果提升;相比于直流道,由于涡流剪切作用的增强,流体边界层变薄,速度/温度场协同性与流道曲率(振幅)呈正相关,速度/压力场协同性与流道曲率(振幅)呈负相关。 展开更多

关键词 超临界LNG 拟临界点 数值模拟 正弦波 流动换热特性 面协同角

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