高瑞利数条件下竖排管束对原油的换热特性研究

采用标准k-ε湍流模型、基于有限体积法,对Ra数1.12×106-1.02×108,Pr数101-127范围内竖排等温管束对原油的自然对流换热特性进行了数值研究。结果表明,随相邻加热管中心距增加,管束整体依次经历了换热恶化、强化、稳定和衰退的不同阶段。底部加热管自然对流诱发的流体流动增大了上层管周围流体的速度,对上层管换热具有强化作用,但同时也改变了上层管周围流体的温度分布,导致上层管换热恶化和Nu数随时间产生波动。此外,存在换热强化和最高换热强度的临界中心距都随Ra数增大而减小,换热强化作用随Pr数增大而减弱,增加上层管数在一定程度上可提高管束的平均换热强度。