纵向涡强化通道内换热的数值研究及机理分析
武俊梅1,2,陶文铨1
(1.西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室，710049,西安；2.西安工程大学环境与化学工程学院，710048,西安）
摘要:用三维数值模拟方法研究了纵向涡发生器用于层流矩形通道的流动换热特征.研究了Re（为800～3000)、涡发生器的冲角（分别为15°、30°、45°、60°、90°)、纵向涡发生器的形状对通道平均Nu和平均阻力系数的影响，并利用场协同原理进行了分析.结果发现：纵向涡发生器产生的二次流使全场速度和温度梯度之间的平均夹角减小，换热得到强化；纵向涡能改善包括涡发生器附近区域以及下游广阔区域的场协同性，而横向涡只可以改善涡发生器附近区域的场协同性，所以纵向涡可以强化整体换热，而横向涡只可以强化局部换热；对于光通道，协同角随Re增大而增大，但对于有纵向涡发生器的通道，协同角随着Re增大而减小.同时，在面积相同的条件下三角形小翼优于矩形小翼.
关键词:纵向涡；强化换热；场协同
中图分类号:TK124文献标识码:A文章编号:0253-987X(2006)09-0996-05