渦流發(fā)生器作為一種被動(dòng)強(qiáng)化傳熱技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注。本文將利用渦流發(fā)生器在強(qiáng)化傳熱方面的研究為基礎(chǔ),以換熱面上渦流發(fā)生器的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)和流體工況參數(shù)為研究重點(diǎn),借助數(shù)值模擬方法對(duì)渦流發(fā)生器關(guān)于換熱面的析晶和顆粒污垢特性進(jìn)行深入的研究,最終揭示渦流發(fā)生器抑制換熱面污垢（析晶和顆粒）沉積的機(jī)理。在雷諾數(shù)Re=214-10703的范圍內(nèi),通過數(shù)值模擬方法對(duì)有孔和無孔的兩種矩形翼渦流發(fā)生器的通道進(jìn)行了傳熱和流阻特性的研究。同時(shí),以傳熱因子j、阻力因子f以及綜合換熱性能PEC作為評(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)沖孔矩形翼渦流發(fā)生器的結(jié)構(gòu)參數(shù)（孔徑和孔位置）進(jìn)行了詳細(xì)的研究。通過對(duì)比綜合換熱性能指標(biāo)可知,沖孔矩形翼渦流發(fā)生器的綜合性能要優(yōu)于無孔矩形翼渦流發(fā)生器。此外,沖孔矩形翼渦流發(fā)生器的傳熱因子和阻力因子均隨孔徑的增大而減小,但阻力因子的減小幅度大于傳熱因子的減小幅度。不同沖孔矩形翼渦流發(fā)生器的沖孔位置對(duì)強(qiáng)化傳熱能力的影響較小,但對(duì)通道的流動(dòng)阻力影響很大。在不考慮污垢誘導(dǎo)期的情況下,針對(duì)析晶污垢,建立了CaSO₄析晶污垢形成過程的數(shù)學(xué)模型。而針對(duì)顆粒污垢,首先基于顆粒反彈沉積模型,綜合考慮... 

【文章來源】：東北電力大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

污垢形貌圖

1.2.2 渦流發(fā)生器渦流發(fā)生器作為一種被動(dòng)強(qiáng)化傳熱技術(shù)引起了人們的興趣。所謂渦流發(fā)生器就是如圖1-2 所示的突起的三角形片，又稱小翼，它們對(duì)準(zhǔn)來流方向設(shè)置，可以使流體擾流后產(chǎn)生沿主流方向前進(jìn)的一對(duì)旋轉(zhuǎn)的渦，稱為縱向渦。圖 1-2 渦流發(fā)生器的渦旋流線[13]Fig. 1-2 Vortex flow line of vortex generator渦流發(fā)生器最早提出時(shí)，主要應(yīng)用在空氣動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域[14]。后來，Jonhnson 和 Joubert[15]研究了三角翼渦流發(fā)生器對(duì)換熱器空氣的強(qiáng)化傳熱影響，開創(chuàng)了渦流發(fā)生器在換熱器領(lǐng)域應(yīng)用的先河。現(xiàn)如今渦流發(fā)生器的種類越來越多，根據(jù)渦流發(fā)生器結(jié)構(gòu)的不同可將渦流發(fā)生器大致分成兩種[16]：翼型渦發(fā)生器和繞流柱體渦發(fā)生器。目前翼型渦流發(fā)生器應(yīng)用較多，主要有矩形翼、三角形翼和梯形翼等；而繞流柱體渦發(fā)生器應(yīng)用比較多的是擋板、圓柱體、圓錐體以及球體等。隨著時(shí)代和科技的發(fā)展，近年來又出現(xiàn)了幾種新型的渦流發(fā)生器類型，其傳熱性能及壓降特性的綜合效果相比于以前得到進(jìn)一步的提升，比如斜截圓柱體渦流發(fā)生器、斜截橢圓柱體渦流發(fā)生器以及斜截半柱面渦流發(fā)生器等[17]。1.3 傳熱方面的研究現(xiàn)狀1.3.1 渦流發(fā)生器強(qiáng)化傳熱特性在強(qiáng)化傳熱方面，Sanchez 等[18]對(duì)布置三角形翼渦流發(fā)生器的圓管的換熱特性進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在換熱量相同的情況下，?

通道換熱面?zhèn)鳠嵋蜃?j 和阻力因子 f 分別定義為： 1/3j =N u /RePr (2- 2c of = 2 pA / A u(2-1為了綜合考慮強(qiáng)化傳熱能力以及阻力損失，定義綜合換熱性能指標(biāo) PEC[17, 66]為：1/3PEC j f(2-1.1.2 物理模型模型通道為長(zhǎng) L=1000 mm、寬 B=100 mm、高 H=8.5 mm 的矩形通道。箭頭方向?yàn)榈牧鲃?dòng)方向，渦流發(fā)生器采用迎流方式布置在通道底部，軸對(duì)稱布置 2 列 9 排，攻角0°。其中進(jìn)口段 A 為 140 mm，前后兩個(gè)矩形翼的間距 D 為 90 mm，左右兩個(gè)矩形翼的 C1為 20 mm。同時(shí)，為使入口流速均勻，且避免出口產(chǎn)生回流，計(jì)算區(qū)域?qū)⒃谌肟谔幙谔幏謩e向上下游延長(zhǎng) 10de的距離。通道的具體形狀和尺寸如圖 2-1 所示。矩形翼渦生器長(zhǎng) a=25 mm，高 b=6 mm。沖孔位于矩形翼的中心位置，孔直徑為 d=3 mm 的圓孔孔的中心到側(cè)壁面和底面邊緣的寬度和高度分別用 e 和 c 表示。矩形翼渦流發(fā)生器的尺寸如圖 2-2 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]氣固兩相流中微細(xì)顆粒沉積與擴(kuò)散特性的數(shù)值研究[D]. 劉洪濤.重慶大學(xué) 2010



本文編號(hào)：2932944