紊流熱對流於超級橢圓套管換熱器效率提升之研究

Translated title of the thesis: Turbulent convective heat transfer efficiency enhancement of double pipe heat exchangers with superellipse inner section
  • 林 君翰

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本文利用STAR-CCM+軟體，對超級橢圓截面結構內管的套管式換熱器進行模擬，主要探討一外管為冷流之圓形絕熱管，內管為熱流之超級橢圓管的套管逆流換熱器，在不同截面結構之下的傳熱效能。 超級橢圓截面除了長短軸的長度與比例外，還多了次方數N可以進行調整，本文所探討的結構將透過調整這兩個參數在紊流流場下，進行套管換熱器的熱傳模擬，藉由在同樣溫度差條件下模擬光滑內管的熱傳，並且採用場協同角理論、火積耗散理論與綜合評價指標PEC對傳熱強化的效果進行分析，比較結果並建立模擬數據。為了證明效能的提升，本文使用了平均場協同角、基於積耗散理論所建立的當量熱阻、紐塞數、摩擦因子、PEC指標與雷諾數等參數，來對換熱器進行評估。 透過模擬之結果發現，提升其內管截面之次方數N值，對應相同截面積之內管，在長短軸比為12：12可以得到熱傳效果的提升，然而因為選擇的評估方法所考量的因素有所不同，有可能會得到不同的趨勢；在長短軸比為16：9的等截面積內管雖然相對於圓管效益皆有提升，但是其會隨N值上升而熱傳效益遞減。而提高其流速雖然會如預期得到熱傳提升的效果，但是提升的效益，也會因為選擇的方法所考慮的因素而有所減低。
Date of Award2017 Aug 30
Original languageChinese
SupervisorSteven Hsin-Yi Lai (Supervisor)

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