An Investigation of a Model of a Coiled Heat Exchanger with Varying Geometry in a Wide Range of Reynolds Numbers

Abstract

Исследовано влияние геометрических размеров змеевикового теплообменного аппарата на характеристики течения в межтрубном пространстве. Проведен конструктивный расчет змеевикового теплообменного аппарата. Выполнено численное моделирование теплообмена для двухмерной модели такого аппарата с изменяемым диаметром навивки внутреннего змеевика. Для каждой из рассматриваемых геометрических моделей выявлены особенности течения и теплообмена при различных значениях числа Рейнольдса. Представлены поля температуры и скорости воздушного потока для различных геометрических моделей при одинаковом расходе теплоносителя. Получены тепловая и гидравлическая характеристики. Ключевые слова: змеевиковый теплообменный аппарат, численное моделирование теплообмена, стационарная задача, тепловая и гидравлическая характеристики In this paper, the influence of geometric dimensions of a coiled heat exchanger on the flow characteristics in the intertubular space is studied. A design calculation of the coiled heat exchanger is performed. Numerical simulation of heat exchange for a 2D model of an exchanger with a varying diameter of inner coiling is carried out. For each of the geometric models under consideration, conclusions about specific features of flow and heat transfer for different Reynolds numbers are drawn. Fields of temperature and air flow velocity for various geometric models with equal coolant flow rate are presented. Thermal and hydraulic characteristics are obtained.