关键词:
脉动流
涡旋
二次流
场协同
摘要:
为了解析小尺度周期性扩缩结构流道与脉动流结合的复合强化传热机理,以水为工质,对三角槽道层流脉动流动特性及热量输运规律进行了研究。以“二次流”为切入点、“涡及涡运动”为视角,分析了Strouhal数(St)、脉动振幅(A)等脉动参数对三角槽道层流脉动流动及传热过程的影响,揭示了二次流强度与三角槽道层流脉动流传热的关联性。结果表明:通过调节St与A优化涡旋运动状态,可将场协同角(β)缩减5°以上,增强温度梯度与速度矢量两者的协同性,最大传热效率可提升55%以上;St的设置旨在优化涡心运动路径,存在最优St值,使传热效率提升40%以上;A的设置旨在提升涡旋强度及尺寸,当A<100%时,最大传热效率提升约15%;St和A对于层流脉动传热的影响情况,还可采用二次流强度定量反馈,以寻求较优的St和A匹配数值,有效控制传热效率及能耗量。研究结果可为解决高黏度、低流速等工程环境(如光热电站熔盐系统管路、熔盐电加热器换热管)或者小尺度异型管道的流动及传热问题提供参考。