1、節(jié)能已經(jīng)變得越來(lái)越迫切和重要，社會(huì)的發(fā)展需要消耗更多的能源而能源的儲(chǔ)存量又是有限的，這就需要在利用能源的過(guò)程中做到高效的使用才能盡量地延緩能源的短缺。研究新型的強(qiáng)化傳熱技術(shù)，開(kāi)發(fā)高效的換熱器能夠?yàn)樯鐣?huì)的發(fā)展做出重要的貢獻(xiàn)，高效換熱器能夠在材耗一定的條件下實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益。能源的傳遞需要通過(guò)換熱器來(lái)進(jìn)行，管殼式換熱器是應(yīng)用比較普遍和典型的換熱器，廣泛地存在于石油、化工、能源、冶金、材料、航空航天、電子器件的冷卻、核能的利用等領(lǐng)域，但一般

2、管殼式換熱器內(nèi)的光滑換熱管效率低下，很難滿足各方面換熱工藝要求，采用強(qiáng)化換熱技術(shù)是現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的重要手段。傳統(tǒng)的強(qiáng)化傳熱技術(shù)分為主動(dòng)強(qiáng)化技術(shù)和被動(dòng)強(qiáng)化技術(shù)，采取管內(nèi)插入物是現(xiàn)今比較常見(jiàn)和實(shí)用的強(qiáng)化技術(shù)，在一些高粘度流體換熱中大量使用。管內(nèi)插入物使管內(nèi)核心區(qū)域的流體受到擾動(dòng)，從而與管壁附近流體進(jìn)行置換，改變了管內(nèi)流體的速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)的分布，加強(qiáng)了速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)的協(xié)同效果，從而得到高效低阻的傳熱性能。
　　本文首先闡述了強(qiáng)化傳熱

3、技術(shù)的強(qiáng)化機(jī)理和優(yōu)勢(shì)，介紹了管內(nèi)插入物國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，同時(shí)對(duì)場(chǎng)協(xié)同理論和CFD數(shù)值模擬在強(qiáng)化傳熱的應(yīng)用進(jìn)行概述，并對(duì)強(qiáng)化傳熱評(píng)價(jià)方法進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
　　運(yùn)用 FLUENT軟件對(duì)以空氣為介質(zhì)，在管內(nèi)有間隔地插入多個(gè)扇形錐形片進(jìn)行數(shù)值模擬，分析考察了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的內(nèi)插扇形錐形片強(qiáng)化管在湍流狀態(tài)下的傳熱特性和流動(dòng)特性。扇形錐形片強(qiáng)化管的傳熱特性和流動(dòng)特性與扇形錐形片的張角、傾角a、扇形錐形片的間距s、扇形錐形片的葉片數(shù)n等因素有關(guān)。在數(shù)

4、值模擬計(jì)算的過(guò)程中，選取了不同的片距、葉片數(shù)、傾角和張角組成不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)組合，并對(duì)不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)在5種雷諾數(shù)下進(jìn)行了模擬；討論了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)組合對(duì)努塞爾數(shù)Nu、流動(dòng)阻力系數(shù)f、綜合換熱性能PEC的影響；利用場(chǎng)協(xié)同理論對(duì)分析強(qiáng)化管的整體場(chǎng)協(xié)同性，得到了平均協(xié)同角的大小。
　　研究結(jié)果表明內(nèi)插扇形錐形片能夠顯著強(qiáng)化換熱，在 Re為12000~36000的范圍內(nèi)，其PEC達(dá)到了1.26~2.07，當(dāng)張角相同時(shí)，PEC值隨著傾角的增加而