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コンパクトな構造、高い伝熱性能を持つフィン チューブ
Jun 20, 2017

フィン チューブには、コンパクトな構造、高い熱伝達効率の利点があります。石油、化学工業、電力、輸送、冷凍および空調の分野で広く使用されます。フィン チューブは、2 つのタイプに分けることができます: 縦フィン チューブと横フィン チューブ。縦フィン チューブは熱伝達効率が高くより小さい流れの抵抗、加工技術はもっと複雑。使用できます、フィン、伝熱面積を増加、熱伝達率が向上し、低流量抵抗を生成ガスのボイラーが大幅排気温度を下げるし、煙の損失を減らします。

1. 物理モデルと計算法

1.1 物理モデル

本稿では、角度、高さ、間隔 (図 1) やフィンのフィン型、研究します。縦フィン チューブの長さは 40 mm、外径は 57 mm、壁の厚さは 7 mm、フィンの角度、高さ、ピッチ、変数。図 2 は、段ボールの縦フィン付き管の構造図、高周波溶接溶接光パイプの外側の壁に段ボールの縦フィン チューブ、波板に折り畳まれ、生産プロセスは簡単です。

1.2 制御方程式と境界条件の設定

流体の流動性を計算する三次元定常層流モデルを使用し、熱伝導率 λ、密度 ρ 粘度 μ などの物理パラメーターが一定。継続の同等化、運動量方程式、エネルギー方程式の一般的な形式です。

ここで φ は別の方程式に対応する変数Vφ は、対応する運動量方程式の速度変数です。Γφ が拡散係数;Sφ は、ソースの用語です。層流状態で別の変数に対応するパラメーターは表 1 (表 1 流体温度、P r はプラントル数、p は圧力に T) に表示されます。

チューブは対称構造である F ・ ルーと数値シミュレーションが実行されるとき、縦フィンから nt、フィン チューブ モデルの四分の一を学ぶことができます。有限体積法を計算領域の分離に使用します。固体領域はメッシュに分かれています。流体領域は非一様グリッドと近くの壁にメッシュで割ります。SIMPLEC 法は、流速と圧力の結合の問題に対処するために使用されます。対流の項目の個別形式はクイック、入口が速度入口に設定されて、圧力アウトレット、アウトレットが、伝熱管の内側の壁は、壁温一定、固体壁と液体作動流体壁が結合を設定、グリッド独立評価のシミュレーションで F luent の後。

2. シミュレーション結果および考察

フィン付き管の伝熱特性に及ぼすフィン角度

フィン角度は 0 °、10 °、20 °、30 °、40 °、50 °、60 °、それぞれのフィン高さ 12 と 18 mm をそれぞれをお互いを比較し、ランダムなエラーを減らします。

角度の増加に伴い、フィン チューブの総熱伝達が減少しています。フィン角度が 0 ° と、フィン チューブの熱転送容量は同じ条件下で同じので、フィンはフィン付きチューブは垂直方向に配置します。理論的には、フィンが傾いているときフィン チューブ (フィン先端と伝熱管の中心間距離) の有効高さは減少し、フィンと悪い熱伝達効果の効果的な伝熱面積の減少します。.

伝熱特性に及ぼすフィン高さ

フィン高さ 0 の範囲にある場合、次の結果が得られます 〜 30 mm、ステップの長さは 3 mm、フィンの熱伝導率 λ = 2 02.5W/(m ·K)。

伝熱フィンの単位面積当たりのフィン高さの増加に伴い増加。フィン高さが 3 〜 15 mm、熱フィンの単位面積当たりの転送が大きく、単位面積あたりの熱伝達は 2 3 0kJ/m 2 以上ときフィン高さ 9 mm、熱の単位面積当たりのフィンは、242.2kJ に転送/m2 単位面積ヒートあたり最大転送。フィン高さが 15 mm を超えた、フィンの単位面積あたりの熱の伝達を大幅に削減、つまり、フィンの総熱伝達はフィンの表面積のより低い。

フィンの高さは理論的計算で評価され、フィン高さの最適値を用いてファインダー率とフィン効率の製品 β × ηf。それは、理論的計算法によって得られるグラフの傾向は基本的に数値シミュレーション結果と一致して図 5 から見ることができます。フィン フィンとフィン効率の積は 1 以上、熱伝達効果は光のチューブよりで、削減後フィン増加傾向の高さと 2 つの製品が増加、とき 9 のフィン高さ 〜 15 ミリメートルは、この値はよりよい。それは、フィン高さが 15 mm を超えたら、フィン β × ηf の高さの違いは、とてもではないと、フィンは処理物の側面から考えられて、フィン高さ 9 mm の使用がより適切な図 5 から見ることができます。





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