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Tubo alettato con una struttura compatta, trasferimento di calore ad alta efficienza
Jun 20, 2017

Il tubo alettato presenta i vantaggi della struttura compatta, trasferimento di calore ad alta efficienza e così via. È ampiamente usato nei campi di petrolio, industria chimica, alimentazione, trasporto, refrigerazione e HVAC. Il tubo alettato possa essere suddivisi in due tipi: longitudinale alettata tubo e tubo alettato trasversa. Il tubo alettato longitudinale ha una maggiore efficienza di trasferimento di calore e più piccola resistenza di flusso, ma la tecnologia di elaborazione è più complicata. Alette longitudinali possono aumentare l'area di trasferimento di calore, migliorare il coefficiente di trasferimento di calore e produrre più bassa resistenza al flusso, può essere utilizzato per gas caldaia può significativamente ridurre la temperatura di scarico e ridurre la perdita di fumo.

1. Metodo fisico del modello e calcolo

1.1 modello fisico

In questa carta, angolo, altezza, spaziatura (fig. 1) e tipo dell'aletta di alette longitudinali sono studiati. La lunghezza di tubo alettato longitudinale è di 40mm, il diametro esterno è di 57mm, lo spessore della parete è di 7mm, il passo di angolo, altezza, pinna è variabile. Figura 2 è un diagramma della struttura tubo alettato longitudinale ondulato, ondulato tubo alettato longitudinale è piegato in un piatto ondulato con saldato alla parete esterna del tubo luce di saldatura ad alta frequenza, il processo di produzione è semplice.

1.2 controllare le impostazioni di equazioni e condizioni al contorno

Il modello tridimensionale a flusso laminare stazionario viene utilizzato per calcolare la fluidità del liquido, ed i parametri fisici quali la conducibilità termica λ, la densità ρ e μ la viscosità sono costanti. La forma generale dell'equazione di continuità, l'equazione di quantità di moto e l'equazione dell'energia è:

Dove φ è la variabile corrispondente all'equazione di differente; Vφ è la variabile di velocità dell'equazione corrispondente di slancio; Γφ è il coefficente di diffusione; SΦ è il termine di origine. Nello stato di flusso laminare, i parametri corrispondenti a diverse variabili sono riportati nella tabella 1 (T nella tabella 1 è la temperatura del fluido, r P è il numero di Prandtl e p è la pressione).

Poiché il longitudinale alettato tube è una struttura simmetrica, quando viene eseguita una simulazione numerica con lue F nt, un quarto del modello tubo alettato può essere studiato. Il metodo dei volumi finiti è utilizzato per discretizzare l'area di calcolo. La regione solida è divisa in mesh. La regione di fluido è divisa da griglia non uniforme e maglie al muro vicino. L'algoritmo SIMPLEC viene utilizzato per affrontare il problema di accoppiamento di velocità e pressione. Il formato discreto di elementi convettivi è rapido, l'ingresso è impostato per la velocità di ingresso, la presa è la presa di pressione, la parete interna del tubo di trasferimento di calore è la temperatura di parete costante, la parete solida e la parete di liquido fluido di lavoro sono impostati ad accoppiamento , dopo la valutazione di indipendenza di griglia, in F luent nella simulazione.

2. simulazione risultati e discussione

Effetto dell'angolo pinna su prestazioni di trasferimento di calore del tubo alettato

Gli angoli di pinna sono 0 °, 10 °, 20 °, 30 °, 40 °, 50 ° e 60 °, rispettivamente, e l'altezza di pinna viene eseguito a 12 e 18 mm, rispettivamente, per confrontarsi e ridurre l'errore casuale.

Con l'aumento dell'angolo, il trasferimento di calore totale del tubo alettato è in diminuzione. Quando l'angolo di pinna è 0 °, la capacità di trasferimento di calore del tubo alettato è lo stesso sotto la stessa condizione, così quando la pinna è alettata, il tubo è organizzato verticalmente. Teoricamente, quando le alette sono inclinate, l'altezza effettiva del tubo alettato (la distanza tra la punta della pinna e il centro del tubo di trasferimento di calore) è ridotto, conseguente diminuzione nell'area di trasferimento di calore efficace delle pinne e un effetto di trasferimento di calore poveri .

Effetto di pinna altezza su prestazioni di trasferimento di calore

I seguenti risultati sono ottenuti quando l'altezza della pinna è nella gamma di 0 ~ 30mm, lunghezza del passo è di 3mm, pinna conducibilità termica λ = 2 02.5W / (m · K).

Il calore di trasferimento per unità di superficie delle alette aumenta con l'aumento dell'altezza delle pinne. Quando l'altezza della pinna è 3 ~ 15mm, il calore trasferimento per unità di superficie delle alette è maggiore e il trasferimento di calore per unità di superficie è 2 3 0kJ / m2 o più; Quando l'altezza di pinna di 9mm, le pinne per unità di superficie di calore trasferiscono di 242.2kJ / m2, la più grande al calore zona unità trasferimento. Dopo l'altezza di pinna supera 15mm, il trasferimento di calore per unità di superficie delle alette è significativamente ridotta, ovvero il trasferimento di calore totale delle pinne è inferiore a quello dell'area della superficie di pinna.

L'altezza delle pinne è quindi valutata dal calcolo teorico e il valore ottimale dell'altezza della pinna è studiato dal prodotto β × ηf del finder rapporto e l'efficienza di pinna. Si vede in fig. 5 che la tendenza del grafico ottenuto con il metodo di calcolo teorico è sostanzialmente coerenza con i risultati di simulazione numerica. Il prodotto di pinne alettati e pinna efficienza è maggiore di 1, vale a dire, l'effetto di trasferimento di calore è migliore di quella del tubo ottico, e il prodotto delle due è aumentato con l'altezza della pinna aumento la tendenza dopo la riduzione , quando l'altezza di pinna di 9 ~ 15mm, questo valore è meglio. Si vede in fig. 5 che quando l'altezza di pinna supera 15 mm, la differenza nell'altezza delle pinne β × ηf non è così grande e le pinne sono considerate dagli aspetti del materiale di lavorazione e le pinne l'altezza dell'uso del 9mm è più appropriato.





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