Численное исследование влияния продольных рядов на теплообмен шахматного пучка труб при пульсирующем потоке
Аннотация
Дата поступления статьи: 25.10.2024В данной статье на основе математического моделирования проанализирован теплообмен в шахматном пучке труб в условиях стационарного и пульсационного потока. Численное исследование проводилось для пучков труб при числе продольных рядов 5, 10 и 15. Число Рейнольдса Re и число Прандтля Pr соответствовали 3400 и 3 соответственно. Пульсации потока имели симметричный и несимметричный возвратно-поступательный характер. Влияние пульсаций оценивалось с помощью произведения относительной безразмерной амплитуды пульсаций и числа Струхаля A/DSh, которое принимало значения 0,1, 0,25 и 0,4. Численное исследование проводилось с помощью Ansys Fluent. Гидродинамика потока в пучке труб описывалась с помощью осредненных по Рейнольдсу нестационарных уравнений Навье-Стокса. По результатам математического моделирования установлено, что влияние пульсаций на теплообмен пучка труб различно в зависимости от числа продольных рядов. Показано, что увеличение числа рядов приводит к уменьшению прироста числа Нуссельта в пульсационном течении по сравнению со стационарным потоком. Установлено что теплогидравлическая эффективность возрастает с увеличением числа рядов. Показано, что несимметричные пульсации эффективней симметричных для интенсификации теплообмена при учете энергетических затрат.
Ключевые слова: интенсификация теплообмена, шахматных пучок труб, теплообмен, математическое моделирование, пульсации потока
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
.