圆台扰流换热器结构参数优化的数值模拟研究

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

圆台扰流换热器结构参数优化的数值模拟研究

更新时间：2025-07-09

- 圆台扰流换热器结构参数优化的数值模拟研究
- Issue 12, Pages: 35-46(2021)
- 作者机构：
  
  西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：
  CLC： TK172
- Published：2021
- 稿件说明：
移动端阅览
[J]. 2021, (12): 35-46.
DOI：

[J]. 2021, (12): 35-46. DOI：

摘要

为探究新型圆台扰流换热器流动、传热性能最优的结构参数

采用中心复合设计响应面法对圆台扰流通道开展了数值模拟研究

分析了当雷诺数为10 000时

圆台径高比(2～4)

圆台角度(0°～30°)

流向间距比(1.5～2.5)和展向间距比(1.5～2.5)对圆台扰流通道的综合热力性能、传热性能和熵产的影响规律

并对圆台结构进行了显著性分析和参数优化

最后

结合流动结构对比分析了优化得到的通道性能提升的机理

并拟合得到了有关圆台扰流通道流动、传热和熵产的经验关联式。结果表明:圆台角度是影响通道综合热力性能的最显著参数;展向间距比对传热性能的影响最显著;对熵产影响最显著的是展向间距比。与参考通道相比

以传热性能最优得到的通道传热性能提高了44.11%;以熵产最低优化得到的通道熵产降低了28.24%。当以传热性能最好和熵产最低进行优化时

通道的传热性能提高了39.04%

但其熵产增加了12.69%。该研究结果可为圆台扰流换热器的优化设计提供理论基础。

Abstract

关键词

Keywords

references

Nianben Zheng,Peng Liu,Feng Shan,Zhichun Liu,Wei Liu.Sensitivity analysis and multi-objective optimization of a heat exchanger tube with conical strip vortex generators[J].Applied Thermal Engineering,2017.

Yu Chen,Y.T. Chew,B.C. Khoo.Heat transfer and flow structure on periodically dimple–protrusion patterned walls in turbulent channel flow[J].International Journal of Heat and Mass Transfer,2014.

Hyun-Min Kim,Mi-Ae Moon,Kwang-Yong Kim.Multi-objective optimization of a cooling channel with staggered elliptic dimples[J].Energy,2011.

Sang Dong Hwang,Hyun Goo Kwon,Hyung Hee Cho.Local heat transfer and thermal performance on periodically dimple-protrusion patterned walls for compact heat exchangers[J].Energy,2010.

赵振,徐亮,高建民,席雷,李云龙.圆台扰流换热器的流动与传热特性研究[J].西安交通大学学报,2021(10).

席雷,徐亮,高建民,赵振,李云龙.X型桁架阵列通道流动及传热性能的数值研究[J].西安交通大学学报,2021(08).

席雷,徐亮,高建民,赵振,李云龙.涡轮叶片厚壁带肋通道冷却性能的实验研究[J].西安交通大学学报,2021(03).

陈梦杰,白钊远,裴斌斌,白博峰.冲孔球凸/球凹翅片强化传热研究[J].工程热物理学报,2020(08).

宫本希,王昊,邢继远,王丹,王珂.四叶孔支撑板换热器壳程流态及其传热机制研究[J].西安交通大学学报,2020(06).

徐亮,谌清云,席雷,高建民,李云龙.微类桁架点阵结构填充内冷通道的多目标优化设计[J].西安交通大学学报,2020(03).

王光辉,王定标,彭旭,向飒,王雪东,王晓亮.凹凸板的传热流阻特性及其多目标优化[J].工程热物理学报,2019(01).

席雷,徐亮,高建民,赵振,王明森.蒸汽冷却厚壁通道传热性能的耦合传热研究[J].西安交通大学学报,2017(09).

王斯民,简冠平,肖娟,王家瑞,文键.缠绕管式换热器结构参数多目标优化数值模拟研究[J].西安交通大学学报,2017(05).

徐志明,韩志敏,王景涛,白文玉,张一龙.卧式半圆柱型涡流发生器的传热与阻力特性及场协同理论分析[J].机械工程学报,2016(02).

夏春杰,王定标,董永申,朱有健,向飒.基于遗传算法的蜂窝板换热器多目标优化[J].高校化学工程学报,2015(05).

刘景成,张树有,周智勇.一种新型仿生翅片及其对流体流动与传热影响[J].机械工程学报,2015(12).

冯刚.换热器管束流体诱导振动机理与防振研究进展[J].化工进展,2012(03).

张俊杰,刘红,陈佐一.换热器管束流体激振的研究现状评估及新方法[J].清华大学学报(自然科学版),2003(10).

刘治中.板式换热器板片传热与阻力性能及冲压成形工艺研究[D].山东大学,2015(02).

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

仿鸮翼离心压缩机叶轮的参数优化及性能研究

单管感应电能传输系统参数全局优化

螺旋折流板换热器结构参数多目标优化的数值模拟

直喷汽油机反转起动次循环起动参数优化

Research on the Electrohydrodynamic Effects of Ionic Liquid-Modified Fuels

Related Author

刘小民

杨树华

谭佳健

胡付佳

孙永瑞

周逸伦

赵志斌

于守淼

Related Institution

西安交通大学能源与动力工程学院

沈阳鼓风机集团股份有限公司

海军航空大学青岛校区

青岛大学自动化与电气工程学院

西安交通大学化学工程与技术学院

⁰