射流式涡发生器强化矩形螺旋通道内流体换热机理

摘要：

提出利用射流式涡流发生器(JVG)强化螺旋通道内流体的换热.采用三维激光多普勒测速仪(LDV)测量了曲率为0.134并安装了JVG的矩形截面螺旋通道内流体的流动特性,实验结果与数值模拟结果吻合较好.获得了安装JVG的螺旋通道内复合二次涡旋的演变规律以及射流在螺旋通道内的衰减过程.结果表明,射流的冲击和卷吸作用改变了单一螺旋通道内背离壁面(common-flow-up, CFU)结构的离心二次涡旋,在射流的起始段形成了一对冲向壁面(common-flow-down, CFD)结构的二次涡旋.随着流动的发展,CFD涡旋经历了快速形成、缓慢分解并逐渐耗散的过程.射流速比εj在1.48~4.02范围内时,射流在螺旋通道内沿主流方向的作用距离可达40dh~74dh (dh为螺旋通道当量直径).射流提高了通道换热壁面附近处速度场与温度场的协同性,实现了换热强化.研究范围内,换热壁面平均Nusselt数的最大值相对于单一螺旋通道提高了28%~248%.

关键词：螺旋通道、射流、流动、传热、数值模拟、场协同

所属期刊栏目：70

分类号：TK124(热力工程、热机)

资助基金：国家自然科学基金项目51506133,51406125;辽宁省教育厅科学研究项目LQ2017001;辽宁省自然科学基金面上项目553649468458

在线出版日期：2019-09-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：2961-2970