Интенсификация теплоотдачи в пучке труб при их поперечном обтекании потоком с противоточными низкочастотными несимметричными пульсациями

Аннотация

Приведены результаты математического моделирования теплообмена в пучке труб коридорного расположения в условиях противоточных низкочастотных несимметричных пульсаций. Рассмотрены актуальность интенсификации теплообмена и проблема моделирования несимметричных пульсаций. Представлена конструкция пульсационной системы для создания противоточных низкочастотных несимметричных пульсаций в теплообменном оборудовании. Для моделирования теплообмена использовалось ПО Ansys Fluent 14.0, расчет велся в двухмерной постановке без учета сил тяжести. В качестве модели турбулентности была выбрана модель Спаларта-Аллмараса (Spalart–Allmaras, SA) с включенной поправкой на кривизну линии тока SARC. Расчетная область представляла собой прямоугольный канал, состоящий из пучка труб. В результате математического моделирования выявлено положительное влияние пульсирующих течений на коэффициент теплоотдачи. Показано, что с увеличением частоты f и амплитуды пульсаций А интенсивность теплообмена увеличивается независимо от чисел Re. Выполнено сравнение результатов математического моделирования с экспериментальными данными при погрешности последних не более 15%. Указаны факторы вызывающие интенсификацию теплообмена в пульсирующих течениях. Из причин, влияющих на прирост интенсивности теплообмена δNu в нестационарном течении по сравнению со стационарным, усредненным по всей области исследования, замечено, что наибольшие влияние на прирост δNu оказывает увеличение скорости жидкости конвективного переноса.