丁胞型結構強化傳熱技術
發布時間：
2022-02-21
在強化傳熱技術中，為了增強流動換熱能力，一般會通過破壞邊界層，減小邊界層的熱阻從而提高傳熱效率。但是，對于各種強化傳熱措施，不僅要關注其傳熱強化性能，還需要考慮其對流體流動阻力特性的影響。而傳熱特性和阻力特性在傳熱設備設計上往往是一對需要調和的矛盾量。
在強化傳熱技術中，為了增強流動換熱能力，一般會通過破壞邊界層，減小邊界層的熱阻從而提高傳熱效率。但是，對于各種強化傳熱措施，不僅要關注其傳熱強化性能，還需要考慮其對流體流動阻力特性的影響。而傳熱特性和阻力特性在傳熱設備設計上往往是一對需要調和的矛盾量。
丁胞結構是借鑒了高爾夫球面丁胞的減阻特性，在增大傳熱能力的同時，又能產生最小的壓降損失，如圖1所示。
圖1 空氣流經光滑圓球和高爾夫球的流動特性[1]
Kim等[2]在高雷諾數下對比了沖擊、肋和凹坑 3 種強化傳熱方式的傳熱和流阻性能，可以看到相對于光滑壁面，沖擊的換熱增強 4~6 倍，流阻增大 200 倍左右;肋的換熱增強 2~3 倍，流阻增大 6~10 倍;丁胞的換熱增強 2~3 倍，流阻增大 1~4倍，在相同風機功率條件下的綜合傳熱性能丁胞最高。
圖2 各種強化措施的效率[2]
參考文獻：
[1] 《丁胞型強化換熱管管內傳熱與流動阻力的數值模擬和實驗研究》 重慶大學，2013年
[2] Kim W.K., Arellano L., Vardakas M.,Moon H. and Bunker R.S. comparison of trip-strip/impingement/dimple cooling concepts at high Reynolds number. ASME PaperNo.GT2003-38935
