螺旋套管换热器水-水蒸气传热特性数值模拟与试验研究

"螺旋套管换热器传热特性研究 (2011年) - 能源研究与信息，第27卷第1期" 本文深入探讨了螺旋套管换热器的传热特性，特别是在水-水蒸气换热工况下的性能。研究者基于螺旋套管的独特结构和传热优势，建立了一个三维几何模型，该模型考虑了水与水蒸气的流动和传热过程。利用先进的计算流体动力学软件Fluent，进行了数值模拟，以分析湍流状态下的温度场、速度场和压力场变化。 在数值模拟过程中，研究人员模拟了不同工作条件下的螺旋套管，这有助于理解流体在管内的动态行为。此外，他们还构建了一个实验平台，通过实际操作获取了多种工况下的传热系数，这些数据为螺旋套管换热器的工程设计和计算提供了可靠的参考。 为了验证数值模拟的准确性和可靠性，研究团队将实验结果与数值模拟结果进行了对比分析。这种对比分析是科学研究中的重要步骤，它可以确保理论预测与实际现象的一致性，从而增强研究的可信度。 螺旋套管换热器因其高效能和独特的二次流特性，在化工和动力等领域的应用日益广泛。尽管已有许多关于螺旋套管的研究，但大部分集中于气-水或水-制冷剂的换热，对于水蒸气-水换热的研究相对较少。鉴于水蒸气的高潜热特性，它在传热中具有显著优势，因此，本文专门针对这一领域进行了实验和数值模拟研究。 文章指出，传统的试验研究难以全面揭示螺旋套管内的流体流动情况，因此数值模拟成为研究的重要工具。近年来，这种方法已被广泛应用到螺旋套管换热器的分析中。通过设定物理问题和数学模型，可以更深入地理解和优化这类换热器的性能。 具体来说，物理问题涉及螺旋铜管内部的水蒸气流动和外部的水流动，以及它们之间的热交换。数学模型则用于描述这两相流体的动力学和热力学行为。模型的建立和求解为理解和改善螺旋套管换热器的传热效率提供了理论基础。 这篇论文详细阐述了螺旋套管换热器在水蒸气-水换热工况下的传热特性，通过数值模拟和实验研究相结合的方式，为优化换热器设计提供了宝贵的资料。这项研究不仅拓展了我们对螺旋套管换热器的理解，也为相关领域的节能和环保实践提供了技术支持。