管內(nèi)插橢球體強化循環(huán)粒子傳熱性能影響研究.pdf

1、換熱管內(nèi)結(jié)垢問題對換熱器換熱性能有很大影響，液固兩相流有較強的除垢防垢及強化傳熱作用。在綜合分析現(xiàn)有多相流應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出管內(nèi)插橢球體強化液固兩相流技術(shù)。本文從理論分析、數(shù)值模擬、實驗研究與應(yīng)用幾個方面分析了管內(nèi)插橢球體對液固兩相流流動及除垢防垢的影響，論文主要由以下內(nèi)容構(gòu)成。
　　首先，分析了換熱器強化傳熱及除垢防垢技術(shù)的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，對多相流強化傳熱技術(shù)的國內(nèi)外研究應(yīng)用現(xiàn)狀、數(shù)值模擬方法和實驗測試手段等進行了總結(jié)，提出

2、本課題及研究方法。
　　其次，介紹了液固兩相流基本理論，對液固兩相流中連續(xù)相及離散相的計算模型及控制方程進行了介紹，并對離散相的求解過程、運動方程、湍流擴散模型及磨損模型進行了介紹。
　　第三，采用Fluent軟件針對管內(nèi)插橢球體對管內(nèi)流場、傳熱性能、阻力性能、磨損量及磨損均勻性進行了模擬，根據(jù)前期工作確定的模擬參數(shù)做三因素（流體流速、橢球體長短軸比值、橢球體安裝間距）、三水平的計算，對流場、阻力性能、磨損量及磨損均勻性進行

3、綜合分析，并通過正交因素法對螺旋結(jié)構(gòu)參數(shù)進行分析和優(yōu)化，通過綜合性能評價得出了較優(yōu)組。
　　第四，通過自主搭建的自循環(huán)流態(tài)化換熱器實驗平臺，以及根據(jù)模擬參數(shù)購置的內(nèi)插橢球體和顆粒，實驗研究了內(nèi)插橢球體結(jié)構(gòu)參數(shù)、工藝參數(shù)對強化傳熱及除垢防垢性能的影響。
　　綜合數(shù)值模擬和實驗研究發(fā)現(xiàn)：管內(nèi)插橢球體使得管內(nèi)流體呈分散螺旋流動，使得流體直接沖擊管壁面。同時固相顆粒隨流體沖擊管壁面，大大增加了顆粒與管壁的碰撞機率，破壞了流動邊界層和