异形流道换热面强化传热传质特性研究

本文采用实验、数值仿真和理论分析相结合的研究方法，对不同结构参数的异形流道换热面的传热和阻力性能进行研究。具体研究内容如下：（1）采用理论分析和数值仿真研究的方法，以梯形流道为例，研究梯形流道内在不同倾角时流道内的温度均匀性分布、翅片内部的导热温度分布、流动过程中的压降损失以及流动特性。通过流体力学理论，并采用相似解法对梯形流道内的流动特性进行理论分析，得到了流道内边界层分离时的角度和原因。（2）对异形流道内的特征结构参数的传热和流动性能进行了数值仿真研究，并获得了各异形流道内的温度场和流场。采用场协同理论，以平均场协同角为评价指标，分析了不同流道和不同特征结构参数时的强化传热机理。（3）建立小风洞实验台对不同异形流道结构参数的换热单元，在不同迎面风速下进行传热和阻力性能的实验。采用多元线性回归和F显著性检验方法对五种类型流道内的j和f因子进行实验关联式拟合。并采用芯体体积优势因子的强化传热评价方法，对比分析不同结构参数异形流道的综合强化传热性能。（4）导热和对流换热多维模型建立。利用能量守恒定律并结合拉梅系数，建立一般曲面流道下的多维导热数学模型。利用质量、动量和能量守恒定律并通过拉