波节管流动与传热特性三维数值模拟研究

摘要

本文针对波节管高效换热元件中纵向顺逆流换热的传热特性和阻力特性进行k-ε三维数值模拟研究。传热工质在管程和壳程分别为氦气和氮气，管束布置采用三角形布置。考察了不同氦气和氮气流量下换热量Q和压力降ΔP在波节管中的变化规律。最后，分析了不同凸起高度下波节管壳侧流动和传热的变化规律。数值模拟结果表明相同工况下波节管中逆流换热明显大于顺流换热，增大管间距会使壳程的压力降大幅度降低，但换热量也有一定程度减小。当凸起高度h=1时，涡旋区域达到最大，此时强化换热效果最好。