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丁胞型結(jié)構(gòu)強(qiáng)化傳熱技術(shù)
發(fā)布時(shí)間：
2022-02-21
在強(qiáng)化傳熱技術(shù)中，為了增強(qiáng)流動(dòng)換熱能力，一般會(huì)通過(guò)破壞邊界層，減小邊界層的熱阻從而提高傳熱效率。但是，對(duì)于各種強(qiáng)化傳熱措施，不僅要關(guān)注其傳熱強(qiáng)化性能，還需要考慮其對(duì)流體流動(dòng)阻力特性的影響。而傳熱特性和阻力特性在傳熱設(shè)備設(shè)計(jì)上往往是一對(duì)需要調(diào)和的矛盾量。
在強(qiáng)化傳熱技術(shù)中，為了增強(qiáng)流動(dòng)換熱能力，一般會(huì)通過(guò)破壞邊界層，減小邊界層的熱阻從而提高傳熱效率。但是，對(duì)于各種強(qiáng)化傳熱措施，不僅要關(guān)注其傳熱強(qiáng)化性能，還需要考慮其對(duì)流體流動(dòng)阻力特性的影響。而傳熱特性和阻力特性在傳熱設(shè)備設(shè)計(jì)上往往是一對(duì)需要調(diào)和的矛盾量。
丁胞結(jié)構(gòu)是借鑒了高爾夫球面丁胞的減阻特性，在增大傳熱能力的同時(shí)，又能產(chǎn)生最小的壓降損失，如圖1所示。
圖1 空氣流經(jīng)光滑圓球和高爾夫球的流動(dòng)特性[1]
Kim等[2]在高雷諾數(shù)下對(duì)比了沖擊、肋和凹坑 3 種強(qiáng)化傳熱方式的傳熱和流阻性能，可以看到相對(duì)于光滑壁面，沖擊的換熱增強(qiáng) 4~6 倍，流阻增大 200 倍左右;肋的換熱增強(qiáng) 2~3 倍，流阻增大 6~10 倍;丁胞的換熱增強(qiáng) 2~3 倍，流阻增大 1~4倍，在相同風(fēng)機(jī)功率條件下的綜合傳熱性能丁胞最高。
圖2 各種強(qiáng)化措施的效率[2]
參考文獻(xiàn)：
[1] 《丁胞型強(qiáng)化換熱管管內(nèi)傳熱與流動(dòng)阻力的數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究》 重慶大學(xué)，2013年
[2] Kim W.K., Arellano L., Vardakas M.,Moon H. and Bunker R.S. comparison of trip-strip/impingement/dimple cooling concepts at high Reynolds number. ASME PaperNo.GT2003-38935
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