管内周期性自旋流强化传热的结构优化

在圆管内间隔插入多个旋流片的流道中，流体流动呈现周期性自旋流.用数值模拟方法对空气湍流情况的传热和流阻性能受相邻旋流片间距Lp、旋流角β和旋转角α3个因素的影响进行了分析，并得出旋流片的优化结构，而且实验验证了数值模拟预测的正确性.结果表明：α越大，传热性能越好，阻力越大;Lp越小，传热性能越好，阻力越大;β越大，传热性能越好，而阻力损失因受到摩擦阻力和形体阻力的综合影响而呈现非单调变化.旋流片的最佳结构参数为：旋流角β为20.3°，旋转角α为180°，相邻旋流片间距Lp为33d.与α相比，β对传热和流阻性能的影响更显著.