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内置斜流杆的强化传热管的数值模拟研究
摘要：
强化传热管的设计是工程学和科学家研究的焦点之一，它可以提高传热效率和减少设备的占地面积。内置斜流杆的强化传热管是一种新型的传热装置，它结合了斜流杆和传热管的优点，提高了传热效率。本文针对这种传热管进行数值模拟研究，分析了斜流杆的作用及其对传热管传热性能的影响。结果表明，内置斜流杆的强化传热管可以更好地提高传热效率，减少设备占地面积，具有较高的工程应用价值。
关键词：斜流杆；强化传热管；数值模拟；传热效率；减少设备占地面积。
引言：
传热是热力学中的一种重要过程，涉及到能量的传递和转化。在工程中，传热通常指在一定区域内的热量传递效率，该效率决定了许多热工或热能系统的整体性能。传热过程涉及多种热传导方式，包括传导、对流和辐射传热。其中，对流传热是最常见的一种方式，通常采用流体包裹热源和热沉的方法来实现。强化传热管是提高对流传热效率和减少设备占地面积的重要手段之一。它可以通过增加传热表面积、改变流态和优化传质过程来提高其传热性能。
为了提高强化传热管的传热效率，研究人员不断探索新的设计方式。其中，内置斜流杆的强化传热管是一种新型的传热装置。该装置将传热管内部设置斜流杆，可以提高流体的混合程度，增加流体的湍流程度，从而提高传热效率。本文针对这种传热管进行了数值模拟研究，分析了斜流杆的作用及其对传热性能的影响。
方法：
本文采用计算流体力学（CFD）方法，对内置斜流杆的强化传热管进行了数值模拟研究。通过数值模拟软件ANSYSFluent建立了三维模型，并对模型进行了网格划分。在模拟过程中，采用了k-ε湍流模型和SIMPLE算法。流体介质选择了空气，传热管材料选择铜。考虑了不同流速和斜流杆数量对传热效率的影响，进行了参数分析。
结果与讨论：
通过数值模拟，我们得到了内置斜流杆的强化传热管的流场和温度场分布情况。分析结果表明，斜流杆的存在可以明显改善流场混合程度，增加湍流程度。当流速较小时，增加斜流杆的数量可以提高传热效率。但当流速较高时，斜流杆的作用逐渐减弱，传热效率的提高也随之降低。此外，我们还研究了不同流速下传热管的Nusselt数分布情况。结果表明，内置斜流杆的强化传热管可以明显提高传热效率，减少设备占地面积。
结论：
本文通过数值模拟研究了内置斜流杆的强化传热管的传热性能，得到了以下结论：
1.斜流杆的存在可以提高流场混合程度和湍流程度，有效地提高传热效率。
2.当流速较小时，增加斜流杆的数量可以进一步提高传热效率。
3.内置斜流杆的强化传热管可以明显提高传热效率，减少设备占地面积，具有较高的工程应用价值。
参考文献：
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