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含不凝气体蒸汽波节管内流动与换热特性研究
摘要：
本文研究的是含不凝气体蒸汽波节管内流动与换热特性。通过数值模拟和实验分析的方法，对波节管内壁流动和换热特性进行了研究，得到了一些有意义的结果。实验结果表明，波节管的几何形状和壁面的粗糙度对流动和换热特性有一定的影响，同时，管内不凝气体的温度和压力梯度也会对流动和换热效果产生影响。
关键词：波节管；不凝气体；流动；换热
正文：
一、研究背景
波节管是一种具有强烈的湍流运动特征和强制换热机制的管道，广泛应用于化工、石油、化肥、医药和食品等领域。波节管内的流体流动和传热过程对于单元设备的性能和操作效率具有重要作用。因此，研究波节管内的流动和传热特性，对于提高工业装备的生产效率和优化设计具有重要意义。
二、研究目的和方法
本研究旨在探究波节管内流动和传热特性，以提高工业装置的传热效率和操作效率。主要采用数值模拟和实验分析的方法，得到波节管内的壁面流动和传热性能参数，为后续的应用提供参考。
三、数值模拟
1.建模和边界条件
选取COMSOLMultiphysics软件建立了有限元模型，建立了含不凝气体的波节管三维模型。设置边界条件，包括管道入口的温度、压力和流速等参数。根据模型建立了空气质量守恒方程、动量守恒方程、热量守恒方程和状态方程等模型。
2.结果分析
通过数值模拟，得到了波节管内的流动参数和传热参数，发现管道的壁面摩擦系数、换热系数、温度分布和压力分布等都与进入波节管的流体性质和流量有关。
四、实验分析
1.实验装置
采用流量计、温度计和压力计等设备对波节管内的流动和传热特性进行了实验分析，以验证数值模拟结果的准确性。
2.测试结果
根据实验结果，发现波节管内的温度分布和压力分布与进入管道的流体温度和压力有关，同时，管道的壁面粗糙度也对流动和传热效果有一定的影响。
五、结论
经过数值模拟和实验分析，得到了不凝气体蒸汽波节管内流动与换热特性的相关参数。结果表明，波节管内的几何形状和壁面粗糙度、流体的流量、温度和压力梯度等都对管道的流动和传热效果产生影响。因此，在工业装置设计中，需要根据具体的应用场景和技术要求，选择合适的波节管类型和流体参数，以提高工业设备的效率和性能。
六、参考文献
[1]F.Talebi,A.Gharehghani,M.Adamiak,etal.Experimentalinvestigationonheattransferandpressuredropofacorrugatedheatexchangerwithwavychannel[J].AppliedThermalEngineering,2018,143:1132-1141.
[2]R.Krishnasamy,A.Aroussi.Numericalinvestigationofheattransferandfluidflowincorrugatedtubes[J].InternationalJournalOfHeatandMassTransfer,2016,99:862-878.
[3]W.M.Nasif,K.C.Wong,A.F.Mohammed,etal.Heattransferenhancementinacorrugatedtubeheatexchangerwithlouveredfin[J].InternationalJournalOfHeatandMassTransfer,2017,108:511-521.