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1、凹槽通道中脉动流动强化传质的数值研究第38卷 第11期2004年11月 西 安 交 通 大 学 学 报JOURNALOFXI′ANJIAOTONGUNIVERSITYVol.38 №11Nov.2004杨卫卫,何雅玲,陶文铨,赵春凤(西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,710049,西安)摘要:对脉动流动强化凹槽通道中的传质进行了数值研究,探讨了雷诺数Re、斯德鲁哈尔数St、脉动振幅A以及凹槽的几何结构等参数对通道中流动和传质特性的影响.研究发现,受流体速度脉动的影响,凹槽中的漩涡发生周期性的形成和脱落,从而增强了流体间的相互掺混,这是强化传质的关键因素之一.在脉动
2、流动下,通道内的传质能力得到很好地强化,尤其是凹槽内部的局部传质性能更佳.传质的强化效果随着Re和A的增大而增强,而且对于该模型存在最佳的St,它与凹槽的几何结构有很大关系.关键词:脉动流动;强化传质;数值模拟中图分类号:TK124 文献标识码:A 文章编号:0253-987X(2004)11-1119-04NumericalStudyonEnhancingMassTransferinGroovedChannelbyPulsatingFlowYangWeiwei,HeYaling,TaoWenquan,ZhaoChunfeng(StateKeyLaboratoryofMu
3、ltiphaseFlowinPowerEngineering,Xi′———————————————————————————————————————————————anJiaotongUniversity,Xi′an710049,China)Abstract:Enhancingmasstransferinperiodicsquaregroovedchannelsbyalaminarpulsatingflowwasstudiednumerically.Comprehensiveresearchwasconductedtoinvestigatetheinfluenceofsev
4、eralmainparametersonflowcharacteristicsandmasstransferenhancementinthegroovedchannel.TheseparametersareRenoldsnum2berRe,StrouhalnumberSt,pulsationamplitudeA,andgeometricalcharacteristicsofthecavity.Theresultsobtainedindicatethat,duetotheflowpulsation,thevortexincavityperiodicallyburstsand
5、thensheds.Thispe2riodicsheddingofvorticescontributestothebulkchaoticmixingoffluidwhichisthemainfactorofmasstrans2ferenhancement.Bypulsatingflow,themasstransferrateofthechannelisenhancedatalargeextent,especial2lythelocalmasstransferinthecavity.Theenhancementofmasstransferrateincreaseswitht
6、heReandA.ThereexistsanoptimalStrouhalnumberforthegreatestenhancementofmasstransferinthismodel,whichap2pearstohaveastrongrelationwiththegeometricalcharacteristicsofthecavity.Keywords:pulsatingflow;enhancementofmasstransfer;numericalsimulation 凹槽或者波纹通道在紧凑式换热器、传质装置、电子器件冷却以及化工行业有着广泛的应用.对凹槽通道
7、中稳态传热、传质的研究表明,肋骨周围形成———————————————————————————————————————————————的复合边界层对通道中总的热、质传输起着主导作用.然而,凹槽内部的传热、传质速率却非常小,削弱了通道整体的热、质传输能力.因此,只要能有效地强化凹槽内的传热、传质,将有利于通道整体传热、传质能力的增强.近年来,利用脉动流动技术强化周期性凹槽或者波纹通道中的传热、传质引起了学者们的注意.文献[1,2]发现在特定频率下,流体小振幅的脉动能显著地增强通道中的换热.文献[3,4]研究了波纹和凹槽通道中脉动
