この研究では,螺旋状の尖毛管束によって形成されたチャネル内の渦と熱伝達の特性に焦点を当てています.異なる構造パラメータが流量抵抗にどのように共働的に影響するかを明らかにすることを目指す熱伝達強度,渦流の流出行動.この目標は,高効率,低抵抗,長寿命の熱交換機器の設計のための理論的基盤を提供することです.螺旋型 歯ぎしり の 羽 は,空気 冷却 式 交換 器 に 広く 用い られ て い ます低気圧で軽い構造と振動抑制により,高フィニング比,低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧で低気圧

しかし,以前の研究では,主にマクロスコープ的な熱伝達と圧力低下データに焦点を当てています.内部渦の進化と局所的な熱負荷の分布との関係を体系的に理解していない設計中に高熱伝送性能と構造安全性をバランス取るのは困難です.

この問題に取り組むために,この研究は三次元の周期チャネルモデルを構築し,横管ピッチ,長管ピッチ,フィンの間隔をキー変数として選択します.広く使われているレイノルズ数範囲を10からカバーする1000から50まで000実験で検証されたSST k-ω渦巻モデルは,120万個の構造格子上で,不安定な大渦模擬を実行し,同時に瞬間の速度を記録します.渦温度フィールドです

カーマン渦の通りや馬の足の輪の渦などの典型的な構造はQ基準を用いて識別され,面積平均時間積分を使用してヌッセルト数,オイラー数,そしてストルーハルの数"目に見えない"渦を定量化可能で比較可能なパフォーマンス指標に変換します

縦管のピッチを減らすことで 流出速度が増加し 渦の流出頻度が著しく増加することが示されています熱伝達を30%以上向上させながら 流量抵抗を2倍にする垂直管のピッチを増加させると,渦は完全に発達し,再結合し,抵抗が限られた増加でほぼ50%の熱伝達を増加させます.より大きなフィンの間隔は阻塞を軽減します.渦の強さを高める圧力の低下が減り,有利な傾向を示している"スパーサー,抵抗が少なく,スパーサー,より良い熱伝達"

地元的な渦構造と表面熱流の比較により,渦の流出地域は均質な温度グラディエントと高い局所ヌッセルト数を示すことが明らかになります.渦がない地域は高温の"ホットスポット"を示している.熱圧濃度と早めの疲労を誘発する.

この発見は,フィールドチューブバンドルで観測される局所的な裂け目と変形の原因を直接説明し,後続的な安全性評価の基準を提供します.216 セットの直角シミュレーションデータに基づいてこの研究では,Reと3つの幾何学的パラメータの観点から,Nu,Eu,Stの次元のない相関を提案しており,偏差は10%以内である.素早いパフォーマンス予測のためにエンジニアリング選択ソフトウェアに直接組み込める具体的な形式は以下のとおりです.

この結果は,螺旋状の尖毛の"渦熱"結合メカニズムにおけるギャップを埋めることだけでなく",熱伝達を向上させる"多目的の最適化経路も提供しています抵抗を減らす熱発電所の空気冷却島,石油化学用空気冷却機,高速列車の牽引変圧器冷却など,安全性を確保する"

設計者は高温移転のために横のピッチを微調整し,抵抗ピークを抑制するために長さピッチを使用し,局所的な過熱を排除するために交互にフィンを配置することができます.ライフサイクル最低コストを達成する二重炭素背景下では,この研究は冷却システムのエネルギー消費を削減し,産業廃棄物熱回収効率を改善するための大きな可能性を持っています.

異なる歯のプロファイルや 変形切断のフィンや 混合作業液まで拡張できます高効率の熱管理技術の開発を継続的に推進する.