Numerical investigation of flow and heat transfer between concentric cylinders with slit wall
Numerical investigation of flow and heat transfer between concentric cylinders with slit wall
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带缝隙壁同心圆柱间流动与传热的数值研究
DOI：
10.1016/j.csite.2020.100783
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发表时间：
2020-11
影响因子：
6.8
通讯作者：
Ying-Ze Wang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Dong Liu;Yuan-li Qi;Si-liang Sun;Ying-Ze Wang
本文研究了外筒开缝同心圆筒间湍流的流场分布和换热特性。缝隙墙横截面分别为三角形、矩形和梯形。在标准k-ε模型的基础上改进了PANS模型，建立了控制方程。旋转雷诺数为2336~4682，轴向雷诺数为161~645，分析了狭缝壁面截面对狭缝区域小涡形成和强度的影响。结果表明，狭缝壁面的几何形状对流场分布及其换热过程有显著影响，在梯形截面的模型中，环形区域的主涡和狭缝区域的小尺度涡有合并的趋势，导致不同温度的流体混合更加强烈，因此，梯形截面的狭缝模型的换热性能最好。本文的分析结果可用于相关旋转机械的结构设计和优化。
This paper investigates the flow field distribution and heat transfer characteristics of turbulent flow between concentric cylinders with slit wall in the outer cylinder. The slit wall cross sections are triangle, rectangle and trapezoid respectively. The governing equations are established by the PANS model which is modified from the standardk - εmodel. The rotating Reynolds number ranges from 2336 to 4682 and axial Reynolds number ranges from 161 to 645, the influence of slit wall cross section on the formation and intensity of small vortex in slit region is analyzed. The results show that the slit wall geometry has a significant influence on the flow field distribution and its heat transfer process, the main vortex in annular region and small scale vortex in slit region has a tendency to merge together in the model with trapezoid cross section, resulting in more intense mixing of fluid with different temperature, therefore, the slit model with trapezoid cross section shows the best heat transfer performance among three models. The present analysis results may be applied for the structural design and optimization of many related rotating machinery.
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DOI：
10.1115/imece2011-63067
发表时间：
2011
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
N. Ashrafi;A. Hazbavi
通讯作者：
N. Ashrafi;A. Hazbavi
DOI：
10.1007/3-540-45549-3_9
发表时间：
2000
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Richard M. Lueptow
通讯作者：
Richard M. Lueptow
DOI：
10.1299/jsme1958.7.385
发表时间：
1963
期刊：
Jsme International Journal Series B-fluids and Thermal Engineering
影响因子：
--
作者：
Fujio Tachibana;S. Fukui
通讯作者：
Fujio Tachibana;S. Fukui
DOI：
10.1201/9781482234213
发表时间：
2016
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Katja Bachmeier
通讯作者：
Katja Bachmeier
影响因子：
4.5
作者：
N. Lancial;F. Torriano;F. Beaubert;S. Harmand;G. Rolland
通讯作者：
N. Lancial;F. Torriano;F. Beaubert;S. Harmand;G. Rolland