反应釜内螺旋半圆管夹套内流体的湍流换热性能及熵产分析

TCDLB

反应釜内螺旋半圆管夹套内流体的湍流换热性能及熵产分析

摘  要：应用CFD软件研究了安装在反应釜内壁侧的螺旋半圆管夹套内流体的湍流换热特性，分析了雷诺数Re和曲率δ对换热特性的影响，并以熵产数为指标对夹套换热性能进行了基于热力学第二定律的分析评价. 结果表明，弯曲换热壁面两侧主二次涡涡心附近无量纲温度最小，而壁面中心点附近最大，是换热最差的部位. 同一δ下，Re增加使二次涡强度和流体湍动能增大，夹套换热综合性能系数Num/f增大；同一Re下，δ增加使二次涡强度增大而流体湍动能减小，Num/f值减小. 研究范围内，釜内夹套换热壁面的平均努塞尔数Num为釜外夹套的1.168∼1.241倍，摩擦阻力系数f为其1.021∼1.077倍. 结构确定的夹套存在一个最佳平均雷诺数(Reop)使换热过程的不可逆损失最小，随δ增加，Reop逐渐增大. 半圆截面2个尖角附近是夹套内有用能损失的主要部位.
关键词：釜内螺旋半圆管夹套；湍流换热；熵产；数值模拟

阿谢克那·李

反应釜内螺旋半圆管夹套内流体的湍流换热性能及熵产分析