圆管内置不同形状涡产生器管内流动特性的数值分析

摘要

圆管内置涡产生器是一种被动式的强化传热方式。涡产生器在管内诱导产生的二次流是强化传热的主要原因,而二次流强度受制于流动参数和涡产生器的结构参数。本文采用数值方法对圆管内置不同形状涡产生器的流动特性进行了研究。研究结果表明:不同形状涡产生器在圆管内产生的平均二次流强度和沿流动方向的局部二次流强度依次为等腰梯形涡产生器最强,直角梯形涡产生器次之,矩形涡产生器最弱;在传统扭带基础上裁除材料面积相同的条件下,涡产生器形状对管内流体的平均阻力系数和沿流动方向的局部阻力系数影响甚微。对比不同位置的二次流强度云图发现,与基带处相比,涡产生器在圆管内诱导产生了更强的二次流。内置不同形状的涡产生器后,管内流体的二次流强度分布和流线分布发生变化,与其余三种形状的涡产生器相比,等腰梯形涡产生器诱导产生的二次流更强。