三分螺旋折流板换热器内二次流分布与强化传热关系分析

通过对倾斜角35°首尾相连的三分螺旋折流板换热器的数值模拟，展示了其壳侧通道内流体在典型切面上的流场和流线分布，以及典型切面上典型直线的流动和换热参数分布，并与性能测试结果进行了对比。结果表明，数值模拟结果与实验结果是吻合的。螺旋折流板形成的近似螺旋通道，使换热器壳侧流体受离心力和向心力共同作用形成了迪恩涡二次流，且在每个螺旋周期内都存在；二次流增强了主流区域流体与靠近壁面流体的掺混，使得壳侧典型切面上中心线和折流板外缘直线的轴向速度较大；除主流中心区域外，壳侧流体在二次流的作用下具有均匀的湍流动能；二次流所在区域内，壳侧同心柱面内典型直线上换热系数相差不大，但由于二次流能使其附近区域传热面上的流体得到不断卷吸掺混，由此强化传热。