圆台扰流换热器结构参数优化的数值模拟研究

作     者：赵振 高建民 徐亮 席雷 李云龙 ZHAO Zhen;GAO Jianmin;XU Liang;XI Lei;LI Yunlong

作者机构：西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51876157) 陕西省自然科学基金资助项目(2019JM-096) 

出 版 物：《西安交通大学学报》 (Journal of Xi'an Jiaotong University)

年 卷 期：2021年第55卷第12期

页      码：35-46页

摘      要：为探究新型圆台扰流换热器流动、传热性能最优的结构参数,采用中心复合设计响应面法对圆台扰流通道开展了数值模拟研究,分析了当雷诺数为10000时,圆台径高比(2~4),圆台角度(0°~30°),流向间距比(1.5~2.5)和展向间距比(1.5~2.5)对圆台扰流通道的综合热力性能、传热性能和熵产的影响规律,并对圆台结构进行了显著性分析和参数优化,最后,结合流动结构对比分析了优化得到的通道性能提升的机理,并拟合得到了有关圆台扰流通道流动、传热和熵产的经验关联式。结果表明:圆台角度是影响通道综合热力性能的最显著参数;展向间距比对传热性能的影响最显著;对熵产影响最显著的是展向间距比。与参考通道相比,以传热性能最优得到的通道传热性能提高了44.11%;以熵产最低优化得到的通道熵产降低了28.24%。当以传热性能最好和熵产最低进行优化时,通道的传热性能提高了39.04%,但其熵产增加了12.69%。该研究结果可为圆台扰流换热器的优化设计提供理论基础。

主 题 词：圆台结构 参数优化 结构参数 响应面法 

学科分类：080704[080704] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 0802[工学-机械学] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7652/xjtuxb202112005

馆 藏 号：203106441...