管内搅拌流传热模型及实验研究

基于搅拌流压力波动特性及搅拌流与环状流的相似性，假设搅拌流也分为近壁液膜区和气体核心区两部分，但是两区界面呈三角函数波动；在此基础上，根据传热学基本理论首次建立了搅拌流传热模型，并给出了模型中所需参数的计算方法，从理论上解决了搅拌流温度场的计算问题；为进一步研究搅拌流传热特点，进行了大量室内搅拌流传热实验。对比实验结果表明：本文建立的传热模型得到的对流换热系数计算值与实验值的总体误差在±10%以内，大部分在±5%以内，模型准确度较高，且计算值的变化规律与实验值相符合；本模型与均相和分相搅拌流传热模型相比更接近实际流动。另外，通过实验研究了液体流量和气体流量对对流换热的影响规律，结果表明由于搅拌流独特的流动结构，液体流量和气体流量均对搅拌流对流换热的影响不大，在实际工程运算中可以忽略这两种因素的影响。