粗糙管换热器中带自旋流的两区协同传热强化研究

本文提出粗糙管换热器中带自旋流的两区协同强化传热方法，探讨一种沿传热管纵向间隔分置的旋流片在充分湍流条件下换热器的传热强化研究。旋流片在结构上是短截扭带，不仅能使管道中流体产生螺旋流，而且此螺旋流在离开旋流片之后还可以依靠自身的运动惯性保持一定距离的自旋流. 这种低形体阻力的螺旋流和自旋流可以在管道中心区强化对流传热，弥补了单纯采用粗糙管只能对管道近壁区流体传热强化而无法促进管道中心区流体对流换热的不足，使管道近壁与中心区产生互动的协同传热强化, 从而可使两区的传热热阻分布与流体输送功耗的分配趋于合理, 更有利于传热强化的提高。这种传热强化的方法不仅可用于换热器的管内, 也可用于管间，除了对管间管束的机械支撑外, 旋流片同样可使管间流体产生自旋运动，实现壳程流体的两区协同传热强化。对该方法的研究有助于扩展现有传热强化的方法与理论, 并促进现有工业系统的换热器技术升级，实现节能降耗意义重大。