三维肋片区域的速度分布有利于减缓肋片磨损
管内湍流流动时流体质点的运动情况复杂,截面上某一固的流体质点在沿管轴向前运动的同时,还有径向上的运动,使速度的大小与方向都随时变化。湍流的基本特征是出现了径向脉动速度,使得动量传递增加。
三维管管内湍流时的速度分布目前尚不能利用理论推导获得,通过数值模拟和实验定性分析,如图4,其速度分布为:高流速、中流速、低流速3个
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三维肋片区域的速度分布有利于减缓肋片磨损
管内湍流流动时流体质点的运动情况复杂,截面上某一固的流体质点在沿管轴向前运动的同时,还有径向上的运动,使速度的大小与方向都随时变化。湍流的基本特征是出现了径向脉动速度,使得动量传递增加。
三维管管内湍流时的速度分布目前尚不能利用理论推导获得,通过数值模拟和实验定性分析,如图4,其速度分布为:高流速、中流速、低流速3个区域,肋片区流速较低,当设计流速为U,中心区较大流速UMax=12~14m/s时,肋片区平均流速大约为0.5~1.5m/s,因此,在低粉尘浓度下肋片受到的冲刷磨损轻。近几年来,在产品结构、翅片规格、生产工艺和设计、科研方面都有较大发展。
三维管管内湍流速度分布
流体流过光滑圆管,边界层的情况存在流体边界层与固体表面的脱离,并在脱离处开始产生漩涡,流体质点碰撞加剧,形体阻力增加,造成大量的能量损失。边界层流动及速度分布如
管外边界层流动及速度分布
三维管管外肋片破坏了流体绕流圆管时的流动边界层和分离区回流边界层,肋片使边界层得不到充分发展,流体绕流圆管时在壁面不会出现绕流脱体。一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器,用于飞机发动机的散热。设计采用合适的间距S1、S2,除前后驻点附近的肋片外,大部分肋片处于烟气流速的低速区,同管内一样烟气对肋片磨损会减轻。

三维内翅管材料及内部结构
管材料及内部结构在二维内肋管和沙粒型粗糙管的基础上,研制出了三维内翅管。波纹管波纹管是以普通光滑换热管为基管,采用无切削滚扎工艺使管内外表面金属塑性变形而成,双侧带有波纹的管型。它是由专门机床,对铜、铝、钢等金属管材冷加工而成。其结构是在传热管的内壁,由机床及压出许多独立的齿状肋片,肋片与管壁垂直,流体经过侧是创花状的弧面,背侧是平面,翅片在管子横截面上环状均匀分布,环间错排,造成内管壁在三维方向上的几何尺寸都有变化,故称三维内翅管。

三维管传热器的应用
大型冶金炉体-高炉炉墙由耐火材料与各种形式的冷却壁组成,内部传热实质上是三维传热过程,常用的一维或二维简化传热模型不能客观的反应炉墙的温度分布,而温度分布又决定了炉墙的热应力场和炉衬材料的化学侵蚀过程,因此准确了解炉墙传热过程,将有助于寻找炉墙衬砖蚀损的某些主要因素,以便通过灵活的调节手段实现炉墙传热过程的控制与调整,保证炉墙砖衬在适宜的热环境下长期工作。机床具有加工范围大、加工、结构简单及操作方便的特点。因此可以运用有限单元法分析大型高炉炉墙的三维传热问题,进而预测与控制炉墙的侵蚀速度,延长高炉寿命。

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