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Tubo aletado con una estructura compacta, eficacia de la transferencia de calor
Jun 20, 2017

Tubo aletado tiene las ventajas de estructura compacta, eficacia de la transferencia de calor y así sucesivamente. Es ampliamente utilizado en los campos de petróleo, industria química, alimentación, transporte, refrigeración y aire acondicionado. Tubo aletado puede dividirse en dos tipos: longitudinal con aletas transversales con aletas y tubo. El tubo con aletas longitudinal tiene mayor eficiencia de transferencia de calor y menor resistencia al flujo, pero la tecnología de proceso es más complicada. Aletas longitudinales pueden aumentar el área de transferencia de calor, mejorar el coeficiente de transferencia de calor y producir menor resistencia al flujo, puede ser utilizado para gas caldera puede significativamente reducir la temperatura de escape y reducir la pérdida de humo.

1. físico método modelo y cálculo

1.1 modelo físico de

En este papel, el ángulo, altura, espacio (Fig. 1) y tipo aleta de aletas longitudinales son estudiados. La longitud del tubo con aletas longitudinales es de 40mm, el diámetro externo es de 57mm, el espesor de pared es 7 m m, el ángulo, altura, aleta es variable. Figura 2 es un diagrama de estructura de tubo con aletas longitudinales, tubo con aletas longitudinal se dobla en una placa de cartón corrugada con soldadura soldado a la pared exterior del tubo de luz de alta frecuencia, el proceso de producción es simple.

1.2 controlar los valores de las ecuaciones y condiciones de límite

El modelo tridimensional flujo laminar de estado estacionario se utiliza para calcular la fluidez del líquido, y los parámetros físicos tales como la conductividad térmica λ, ρ de la densidad y el viscosidad μ son constantes. La forma general de la ecuación de continuidad, la ecuación de impulso y la ecuación de energía es:

Donde φ es la variable correspondiente a la ecuación diferentes; Vφ es la variable de la velocidad de la ecuación de impulso correspondiente; Γφ es el coeficiente de difusión; Sφ es el término de fuente. En el estado de flujo laminar, los parámetros correspondientes a las distintas variables se muestran en la tabla 1 (T en la tabla 1 es la temperatura del fluido, P r es el número de Prandtl y p es la presión).

Puesto que el longitudinal con aletas tubo es una estructura simétrica, cuando se realiza una simulación numérica con lue F nt, se puede estudiar un cuarto del modelo de tubo aletado. Se utiliza el método de volumen finito que discretiza el área de cálculo. Se divide la región sólida en mallas. La región de líquido se divide por red no uniforme y mallas en la pared cerca. Se usa el algoritmo SIMPLEC para lidiar con el problema de acoplamiento de la velocidad y la presión. El formato discreto de elementos convectivos es rápido, la entrada se ajusta a la velocidad de entrada, la salida es la salida de presión, la pared interna del tubo de transferencia de calor es la temperatura de pared constante, el sólido y la pared líquido fluido de trabajo se encuentra acoplada , después de la evaluación de independencia de la red, en luent F en la simulación.

2. discusión y resultados de la simulación numérico

Efecto del ángulo de la aleta sobre el rendimiento de transferencia de calor de tubo aletado

Los ángulos de la aleta son 0 °, 10 °, 20 °, 30 °, 40 °, 50 ° y 60 °, respectivamente, y se toma la altura de la aleta en 12 y 18 mm, respectivamente, para comparar entre sí y reducir el error aleatorio.

Disminuye con el aumento del ángulo, la transferencia total de calor de tubo aletado. Cuando el ángulo de la aleta es 0 °, la capacidad de transferencia de calor de tubo aletado está iguales bajo la misma condición, por lo que cuando la aleta es con aletas, el tubo es dispuesto verticalmente. En teoría, cuando las aletas están inclinadas, la altura efectiva del tubo aletado (la distancia entre la punta de la aleta y el centro del tubo de transferencia de calor) se reduce, resultando en una disminución en el área de transferencia de calor eficaz de las aletas y un efecto de transferencia de calor pobre .

Efecto de la altura de la aleta en el rendimiento de transferencia de calor

Los siguientes resultados se obtienen cuando la altura de la aleta está en la gama de 0 ~ 30 m m, longitud del paso es de 3mm, aleta conductividad térmica λ = 2 02.5W / (m · K).

Transferencia de calor por unidad de superficie de las aletas aumenta con el aumento de la altura de las aletas. Cuando la altura de la aleta es 3 ~ 15 m m, el calor de transferencia por unidad de superficie de las aletas es más grande y la transferencia de calor por unidad de área es 2 3 0kJ / m2 o más; Cuando la altura de la aleta de 9mm, las aletas por unidad de área de calor traslado a 242.2kJ / m2, el más grande por el calor del área de unidad de transferencia. Después de la altura de la aleta superior a 15mm, se reduce significativamente la transferencia de calor por unidad de superficie de las aletas, es decir, la transferencia total de calor de las aletas es menor que la de la superficie de la aleta.

La altura de las aletas luego es evaluada por cálculo teórico, y el valor óptimo de la altura de la aleta es investigado por el producto β × ηf de la relación de finder y la eficiencia de aleta. Se aprecia de la figura 5 y que la tendencia del gráfico obtenido por el método de cálculo teórico es básicamente coherente con los resultados de la simulación numérica. El producto de aletas las aletas y la eficiencia de la aleta es más de 1, es decir, el efecto de transferencia de calor es mejor que la del tubo óptico, y el producto de los dos se incrementa con la altura de la aleta, el aumento de la tendencia después de la reducción , cuando la altura de la aleta de 9 ~ 15mm, este valor es mejor. Puede verse de la figura 5 que cuando la altura de la aleta superior a 15 mm, la diferencia en la altura de la aletas β × ηf no es tan grande y las aletas son consideradas de los aspectos del procesamiento de material y las aletas de la altura del uso de 9mm es más apropiada.





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