非均勻熱流條件下螺旋管內湍流對流換熱特性.pdf

1、槽式太陽能真空集熱器工作時其吸熱管表面熱流密度不均勻，壁面溫度梯度較大，導致吸熱管彎曲變形，甚至造成玻璃套管端部破裂，真空被破壞。強化吸熱管內對流換熱可以是吸熱管管壁溫度更加均勻，減小吸熱管的變形。螺旋管內的二次流具有強化傳熱的效果，且管內流動為螺旋型，能夠減小吸熱管壁面溫差。本文據此提出了一種新型的螺旋管式吸熱管，期望在太陽能高溫吸熱管上得以應用。但是，關于非均勻熱流邊界條件下螺旋管內流動換熱特性的研究還不充分。因此本文通過數值計算的

2、方法對非均勻熱流邊界條件下螺旋管內單相湍流換熱過程進行分析，主要內容如下：
　　1、建立螺旋管內湍流對流換熱的數學物理模型，通過數值計算結果分析得到：相同的Re數下非均勻熱流邊界條件時螺旋管截面周向局部Nu數小于均勻熱流邊界條件；當Re數在13868~83208的范圍內，非均勻熱流邊界條件下螺旋管內湍流充分發展段的換熱系數比均勻熱流邊界條件低約10％；非均勻熱流邊界條件下螺旋節距對螺旋管內湍流換熱系數的影響很??；螺旋管內湍流換熱系

3、數隨著螺旋管半徑的增大而減小，且隨著Re數的增大，其減小的幅度增大，在計算的管徑范圍內，減小幅度達到18%；在相同的Re數下，螺旋管內湍流換熱系數隨著曲率的增大而增大。對計算結果進行擬合，給出了預測非均勻熱流邊界條件下螺旋管內湍流對流換熱的關聯式。
　　2、基于流動與換熱的場協同原理分析了螺旋管內的對流換熱機理，結果顯示：兩種不同的熱流邊界條件下螺旋管內平均場協同角隨Re數的增大而增大；且均勻熱流邊界條件下螺旋管內平均場協同角小于

4、非均勻熱流邊界。非均勻熱流邊界條件下，螺旋節距對螺旋管內平均場協同角影響可以忽略；相同的Re數時，螺旋管內平均場協同角隨著曲率的增大而增大；螺旋管內平均場協同角隨著螺旋管直徑的增大而增大。
　　3、根據?；碚撛O計了螺旋管內流動換熱以及阻力特性測試的實驗裝置；為了實現實驗段均勻加熱與非均勻加熱的實驗結果對比，實驗段采用上下半周分別加熱，加熱功率可調；比較幾種制冷劑替代工質對水的?；芰?，確定制冷劑R134a作為?；べ|。