新型扭线 coil 提升圆管对流热传递机制研究

"这篇研究文章探讨了在圆形管内插入一种新型双螺旋线圈时对对流换热增强的机制。通过数值方法进行了研究，并通过专门设计的实验验证了数值结果。文章着重评估了在相同质量流量下，带有双螺旋线圈插入物的管子在热性能因子JF方面的表现，以及换热增强效果。关键词包括：换热增强、机制、双螺旋线圈、管插入物。" 本文是关于传热领域的一项研究，具体关注的是如何通过在圆形管道内插入一种特殊类型的双螺旋线圈来提高对流换热效率。对流换热是指通过流体运动传递热量的过程，广泛应用于许多工程领域，如制冷系统、能源转换和热管理系统。研究中采用的新型双螺旋线圈插入物旨在改善这一过程，从而增加热量传输。 研究采用了数值方法进行模拟分析，这是一种通过数学模型和计算技术预测流体流动和热传递的方法。这种方法通常包括解决纳维-斯托克斯方程和能量方程，以描述流体的行为和热量的分布。为了验证数值结果的准确性，研究人员还设计并进行了专门的实验，实验结果与数值模拟结果进行了比较，确保了研究的可靠性。 文章的核心是评估了这种双螺旋线圈插入物的热性能因子JF，这是一个衡量换热器性能的重要指标。在相同的质量流量条件下，JF值越高，表明换热器的性能越好，即单位质量流体能传递的热量更多。因此，通过对比分析，可以确定双螺旋线圈在提升热效率方面的作用。 换热增强机制的探究是本文的另一个重点。这可能涉及到线圈引起的流体湍流增强、边界层干扰、以及可能的二次流形成等因素。这些因素都可能导致流体与管道壁面之间的热交换增加，从而提高整体的换热效率。例如，线圈可能会打乱流体的层流状态，促进湍流，这会增加流体内部的动量交换，进而提高热量传递。 这项研究为优化圆形管道中的对流换热提供了一种新的策略，通过双螺旋线圈的插入，可以实现更高效的热量传输。这对于改进热管理设备的设计和提高能源利用效率具有重要意义，尤其是在能源、化工和航空航天等领域，对流换热的优化直接影响到系统的性能和效率。未来的研究可能会进一步探索不同设计参数（如线圈的间距、直径、螺旋角度等）对换热性能的影响，以期找到最佳的结构配置。