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Tubos aletados com uma estrutura compacta, a eficiência de transferência de calor de alta
Jun 20, 2017

Os tubos aletados tem as vantagens da estrutura compacta, a eficiência de transferência de calor elevado e assim por diante. É amplamente utilizado nos campos de petróleo, indústria química, energia, transporte, refrigeração e climatização. Os tubos aletados podem ser divididos em dois tipos: longitudinal aleta-tubo e transversal de tubos aletados. Os tubos aletados longitudinal tem maior eficiência de transferência de calor e menor resistência ao fluxo, mas a tecnologia de processamento é mais complicada. Aletas longitudinais podem aumentar a área de transferência de calor, melhorar o coeficiente de transferência de calor e produzem baixa resistência ao fluxo, pode ser usada para gás caldeira pode significativamente reduzir a temperatura de escape e reduzir a perda de fuma.

1. método físico do modelo e cálculo

1.1 modelo físico

Este papel, o ângulo, altura, espaçamento (Fig. 1) e tipo de barbatana de aletas longitudinais são estudados. O comprimento de tubos aletados longitudinal é 40mm, o diâmetro externo é de 57mm, a espessura da parede é de 7mm, o arremesso de ângulo, altura, barbatana é variável. A Figura 2 é um diagrama de estrutura ondulada longitudinal de tubos aletados, tubos aletados longitudinal ondulado é dobrado em uma placa de papelão ondulada com soldadura soldada a parede exterior do tubo de luz de alta frequência, o processo de produção é simples.

1.2 controle configurações de equações e condições de contorno

O modelo tridimensional fluxo laminar de estado estacionário é usado para calcular a fluidez do líquido, e os parâmetros físicos tais como o condutividade térmica λ, ρ a densidade e a viscosidade μ são constantes. É a forma geral da equação de continuidade, equação de impulso e a equação de energia:

Onde φ é a variável correspondente à equação diferente; Vφ é a variável da velocidade da equação de impulso correspondente; Γφ é o coeficiente de difusão; Sφ é o termo de origem. No estado de fluxo laminar, os parâmetros correspondentes às variáveis diferentes são mostrados na tabela 1 (T na tabela 1 é a temperatura do fluido, P r é o número de Prandtl e p é a pressão).

Desde que o longitudinal aletados tubo é uma estrutura simétrica, quando uma simulação numérica é executada com F lue nt, um quarto de modelo de tubos aletados pode ser estudado. O método de volumes finitos é usado para diferenciar a área de cálculo. A região sólida é dividida em malhas. Região de fluido é dividida por grade não uniforme e malhas no próximo muro. O algoritmo SIMPLEC está acostumado a lidar com o problema de acoplamento de velocidade e pressão. O formato discreto de itens convectivas é rápido, a entrada é definida como a entrada de velocidade, a saída é a tomada de pressão, a parede interna do tubo de transferência de calor é a temperatura constante de parede, a parede sólida e a parede de líquido fluido de trabalho são definidas Coupled , após a avaliação de independência de grade, em F luent na simulação.

2. discussão e resultados de simulação numérica

Efeito do ângulo de barbatana em desempenho de transferência de calor de tubos aletados

Os ângulos de barbatana são 0 °, 10 °, 20 °, 30 °, 40 °, 50 ° e 60 °, respectivamente, e a altura da barbatana é levada aos 12 e 18 mm, respectivamente, para comparar um ao outro e reduzir o erro aleatório.

Com o aumento do ângulo, a transferência de calor total do tubo Aletado é decrescente. Quando o ângulo da aleta é 0 °, a capacidade de transferência de calor do tubo Aletado é o mesmo sob a mesma condição, então quando a aleta é aletada, o tubo é organizado verticalmente. Teoricamente, quando as aletas são inclinadas, a altura efetiva do tubo Aletado (a distância entre a ponta da nadadeira e o centro do tubo de transferência de calor) é reduzida, resultando em uma diminuição na área de transferência de calor eficaz de barbatanas e um efeito de transferência de calor pobre .

Efeito da altura de barbatana em desempenho de transferência de calor

Os seguintes resultados são obtidos quando a altura da barbatana é na faixa de 0 ~ 30mm, comprimento do passo é 3mm, barbatana condutividade térmica λ = 2 02.5W / (m · K).

O calor de transferência por unidade de área das barbatanas aumenta com o aumento da altura das barbatanas. Quando a altura da barbatana é 3 ~ 15mm, o calor transferência por unidade de área das barbatanas é maior e a transferência de calor por unidade de área é 2 3 0kJ / m2 ou mais; Quando a altura da barbatana de 9mm, as aletas por unidade de área de calor transferir para 242.2kJ / m2, o maior por calor de área de unidade de transferência. Depois que a altura da barbatana excede 15mm, a transferência de calor por unidade de área das barbatanas é significativamente reduzida, ou seja, a transferência de calor total das barbatanas é menor do que a área de superfície da barbatana.

A altura das barbatanas é então avaliada pelo cálculo teórico, e o valor ideal da altura barbatana é investigado pelo produto β × ηf do rácio de localizador e a eficiência da aleta. Pode ser visto a partir da Fig. 5 que a tendência do gráfico obtido com o método de cálculo teórico é basicamente consistente com os resultados de simulação numérica. O produto das barbatanas aletadas e barbatana eficiência é mais do que 1, ou seja, o efeito de transferência de calor é melhor do que com o tubo óptico, e o produto dos dois é maior com a altura da nadadeira a tendência de aumento após a redução , quando a altura da barbatana de 9 ~ 15mm, esse valor é melhor. Pode ser visto da Fig. 5 que quando a altura da barbatana excede 15 mm, a diferença na altura da barbatanas β × ηf não é tão grande e as barbatanas são consideradas os aspectos do processamento de material e as barbatanas a altura da utilização de 9 milímetros é mais apropriada.





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