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丁胞型结构强化传热技术
发布时间：
2022-02-21
在强化传热技术中，为了增强流动换热能力，一般会通过破坏边界层，减小边界层的热阻从而提高传热效率。但是，对于各种强化传热措施，不仅要关注其传热强化性能，还需要考虑其对流体流动阻力特性的影响。而传热特性和阻力特性在传热设备设计上往往是一对需要调和的矛盾量。
在强化传热技术中，为了增强流动换热能力，一般会通过破坏边界层，减小边界层的热阻从而提高传热效率。但是，对于各种强化传热措施，不仅要关注其传热强化性能，还需要考虑其对流体流动阻力特性的影响。而传热特性和阻力特性在传热设备设计上往往是一对需要调和的矛盾量。
丁胞结构是借鉴了高尔夫球面丁胞的减阻特性，在增大传热能力的同时，又能产生最小的压降损失，如图1所示。
图1 空气流经光滑圆球和高尔夫球的流动特性[1]
Kim等[2]在高雷诺数下对比了冲击、肋和凹坑 3 种强化传热方式的传热和流阻性能，可以看到相对于光滑壁面，冲击的换热增强 4~6 倍，流阻增大 200 倍左右;肋的换热增强 2~3 倍，流阻增大 6~10 倍;丁胞的换热增强 2~3 倍，流阻增大 1~4倍，在相同风机功率条件下的综合传热性能丁胞最高。
图2 各种强化措施的效率[2]
参考文献：
[1] 《丁胞型强化换热管管内传热与流动阻力的数值模拟和实验研究》 重庆大学，2013年
[2] Kim W.K., Arellano L., Vardakas M.,Moon H. and Bunker R.S. comparison of trip-strip/impingement/dimple cooling concepts at high Reynolds number. ASME PaperNo.GT2003-38935
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