脉动通道内矩形翼涡流发生器布置方式对颗粒污垢的影响

1

作者 韩志敏 刘威 +2 位作者 李江 陈则齐 徐志明 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第21期8512-8520,I0020,共10页

当用水作为换热设备热能利用的工质时,容易在通道内积聚部分沉淀物和颗粒悬浮物,从而形成颗粒污垢,使换热性能下降。为解决换热器通道内的颗粒污垢问题,该文采用数值模拟的方式研究脉动通道内矩形翼涡流发生器不同布置方式对颗粒污垢的... 当用水作为换热设备热能利用的工质时,容易在通道内积聚部分沉淀物和颗粒悬浮物,从而形成颗粒污垢,使换热性能下降。为解决换热器通道内的颗粒污垢问题,该文采用数值模拟的方式研究脉动通道内矩形翼涡流发生器不同布置方式对颗粒污垢的影响,主要分析矩形翼涡流发生器的迎流角度和间距的影响。结果表明:相较于光滑通道,两种脉动通道均具有良好的抑垢效果,且矩形翼脉动通道的抑垢效果更佳;在矩形翼脉动通道内,随着矩形翼涡流发生器迎流角度的增大污垢热阻逐渐减小,当迎流角度为90°时抑垢效果最好,其抑垢效果能达到36.8%;随着矩形翼涡流发生器间距增大污垢热阻先减小后增大,当间距为360 mm时抑垢效果最好,其抑垢效果能达到41.22%。在该文研究范围内,当脉动通道内的矩形翼迎流角度为90°,间距为360 mm时抑垢效果最佳,有助于提高换热器通道内的抑垢性能。 展开更多

关键词 脉动流 矩形翼涡流发生器 颗粒污垢 污垢热阻 数值模拟

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涡流发生器对S809翼型深度动态失速影响机理研究

2

作者 李世君 赵振宙 +3 位作者 苏纯浩 王丁丁 宋继烨 魏宏 《太阳能学报》 北大核心 2025年第3期595-601,共7页

采用k-ωSST湍流模型,对加装涡流发生器(VG)的S809翼段的深度动态失速过程进行数值模拟,探究三角形、梯形、矩形3种VG对翼段深失速的影响。从翼段升阻力系数、表面压力系数和VG流向涡3个角度对比分析。结果表明:矩形VG对深失速抑制效果... 采用k-ωSST湍流模型,对加装涡流发生器(VG)的S809翼段的深度动态失速过程进行数值模拟,探究三角形、梯形、矩形3种VG对翼段深失速的影响。从翼段升阻力系数、表面压力系数和VG流向涡3个角度对比分析。结果表明:矩形VG对深失速抑制效果最好,最大升力系数为1.812,失速攻角为20.224°,较光滑翼段,升力系数提升11.25%,失速角延迟了1.622°。源于深失速时,矩形VG的流向涡速度最快、涡核尺寸最大、涡量最强,对边界层的影响最大,更有利于抑制流动分离。 展开更多

关键词 数值模拟 流动控制 风力机 翼型 动态失速 涡流发生器

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基于场协同原理的涡发生器强化撞击流反应器混合性能分析

3

作者 张建伟 尹祖彪 +1 位作者 董鑫 冯颖 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期283-292,共10页

为了提高撞击流反应器的混合性能,采用数值模拟的方法分析了置入矩形翼涡发生器后撞击流反应器内的流场特性与混合特性,并且优化了矩形翼涡发生器参数。研究了矩形翼涡发生器尺寸参数与位置参数对撞击流反应器混合强度的影响,以及涡发... 为了提高撞击流反应器的混合性能,采用数值模拟的方法分析了置入矩形翼涡发生器后撞击流反应器内的流场特性与混合特性,并且优化了矩形翼涡发生器参数。研究了矩形翼涡发生器尺寸参数与位置参数对撞击流反应器混合强度的影响,以及涡发生器位置参数对反应器内速度分布和湍动能分布的影响,运用传质场协同原理分析了设置矩形翼涡发生器和未设置矩形翼涡发生器的撞击流反应器内速度场和浓度场的协同性。结果表明,随着径向间距r的增加混合强度呈现出先增后减的趋势,当翼宽h、转轴间距d和迎流攻角β逐渐增加时混合强度波动变化,在矩形翼涡发生器的翼宽h=10 mm,转轴间距d=8 mm,径向间距r=30 mm,迎流攻角β=30°时,反应器内混合强度最大,得到的混合效果最佳;在两股流体充分撞击的情况下,撞击流反应器内径向射流区域的速度分布呈现为“双峰”分布规律,涡发生器位置参数的改变可以提高径向速度,在转轴间距d=8 mm、迎流攻角β=30°时径向速度最高,反应器内径向射流区域的湍动能分布呈现出“单峰”分布规律,但涡发生器位置参数的变化对于湍动能分布的影响不大;从场协同的角度分析可知,矩形翼涡发生器的加入改变了撞击流反应器内径向射流的速度大小和方向,进而改善了撞击流反应器内速度场与浓度场的协同性,提高了撞击流反应器的混合性能。 展开更多

关键词 撞击流反应器 场协同理论 矩形翼涡发生器 数值模拟 混合强度

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脉动流通道内不同纵向涡发生器的颗粒污垢特性

4

作者 韩志敏 李江 +2 位作者 陈则齐 刘威 徐志明 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期2486-2496,共11页

换热器工作时介质中往往含有细小杂质粒子,容易沉积在通道中形成颗粒污垢。将传统脉动流与纵向涡发生器相结合,采用数值模拟方法对光滑通道、脉动流通道、纵向涡发生器通道以及脉动流结合纵向涡发生器通道的颗粒污垢特性进行对比分析,... 换热器工作时介质中往往含有细小杂质粒子,容易沉积在通道中形成颗粒污垢。将传统脉动流与纵向涡发生器相结合,采用数值模拟方法对光滑通道、脉动流通道、纵向涡发生器通道以及脉动流结合纵向涡发生器通道的颗粒污垢特性进行对比分析,并且详细分析了脉动流结合纵向涡发生器通道中6种不同纵向涡发生器的影响。结果表明,相较于光滑通道,脉动流通道与纵向涡发生器通道的污垢热阻分别减小17%与22%,而脉动流结合纵向涡发生器通道能够减小45%,说明二者结合后的抑垢效果更好。对比脉动流结合6种不同纵向涡发生器发现相同类型下弯曲纵向涡发生器的抑垢效果优于未弯曲纵向涡发生器,通过与脉动流通道的污垢热阻渐近值对比发现抑垢效果由低到高为三角形12.8%、弯曲三角形14.7%、梯形22.0%、弯曲梯形23.8%、矩形29.4%、弯曲矩形33.0%,其中弯曲矩形纵向涡发生器的抑垢效果最好。 展开更多

关键词 脉动流 纵向涡发生器 粒子 结垢 数值模拟 污垢热阻

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旋涡发生器对机翼最大升力和失速迎角的影响 被引量：5

5

作者 沈遐龄 高歌 +1 位作者 刘宝杰 杨晓宁 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期311-314,共4页

对一个展长为５００ｍｍ，弦长为２５０ｍｍ，翼型为ＮＡＣＡ００１２的机翼模型，安装各种小三角翼旋涡发生器作低速风洞测力实验，研究小三角翼各种弯度和它与机翼的相对位置对机翼最大升力和失速迎角的影响．实验结果表明当小三角翼... 对一个展长为５００ｍｍ，弦长为２５０ｍｍ，翼型为ＮＡＣＡ００１２的机翼模型，安装各种小三角翼旋涡发生器作低速风洞测力实验，研究小三角翼各种弯度和它与机翼的相对位置对机翼最大升力和失速迎角的影响．实验结果表明当小三角翼与机翼在某个最佳相对位置时，机翼最大升力和失速迎角有个最大的增加．当小三角翼与机翼的相对位置不变时，各种弯度的小三角翼都可以使机翼最大升力和失速迎角有较大的增加，并且相互差别不大． 展开更多

关键词 机翼 气动特性 涡旋流动 旋涡发生器 失速迎角

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矩形通道内八边形翼纵向涡发生器强化传热的试验研究 被引量：3

6

作者 闵春华 孔祥飞 +1 位作者 董江峰 齐承英 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期607-611,共5页

在矩形翼的基础上,提出一种新型的八边形翼纵向涡发生器.在矩形通道内,通过试验比较了矩形翼和八边形翼纵向涡发生器的流动与传热特性.分别在Re相同和阻力损失相同的条件下,分析了不同纵向涡发生器的强化传热效果.结果表明:与矩形翼相比... 在矩形翼的基础上,提出一种新型的八边形翼纵向涡发生器.在矩形通道内,通过试验比较了矩形翼和八边形翼纵向涡发生器的流动与传热特性.分别在Re相同和阻力损失相同的条件下,分析了不同纵向涡发生器的强化传热效果.结果表明:与矩形翼相比,八边形翼纵向涡发生器的强化传热效果更好,而阻力系数没有明显增加;在阻力损失相同的条件下,矩形翼和八边形翼纵向涡发生器的传热增强率小于在Re相同时的传热增强率. 展开更多

关键词 八边形翼 矩形翼 纵向涡发生器 流动特性 强化传热 试验研究

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腰槽开孔矩形翼涡流发生器纳米氧化镁颗粒污垢特性 被引量：3

7

作者 徐志明 熊骞 +2 位作者 耿晓娅 王景涛 韩志敏 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期4072-4079,共8页

为了探究开孔涡流发生器颗粒污垢机制,实验研究了腰槽开孔矩形翼涡流发生器纳米氧化镁颗粒的污垢特性,考察了入口温度、浓度、流速、涡流发生器纵向间距以及不同攻角等参数污垢特性的影响。结果表明:腰槽开孔矩形翼涡流发生器具有较好... 为了探究开孔涡流发生器颗粒污垢机制,实验研究了腰槽开孔矩形翼涡流发生器纳米氧化镁颗粒的污垢特性,考察了入口温度、浓度、流速、涡流发生器纵向间距以及不同攻角等参数污垢特性的影响。结果表明:腰槽开孔矩形翼涡流发生器具有较好的抑垢特性,抑垢能力随入口温度降低、浓度降低、流速增加以及纵向间距减小而增强。涡流发生器60°攻角布置下的抑垢能力最强。 展开更多

关键词 腰槽开孔矩形翼涡流发生器 氧化镁 污垢特性

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控制超临界翼型边界层分离的微型涡流发生器数值模拟 被引量：10

8

作者 石清 李桦 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期508-511,共4页

本文基于任意曲线坐标系下的雷诺平均Navier-Stokes方程和Spalart-Allmaras一方程湍流模型,采用对接拼接网格技术和多重网格加速收敛技术,对安装有叶片式微型涡流发生器的超临界机翼翼身组合体进行了数值模拟,研究了微型涡流发生器的高... 本文基于任意曲线坐标系下的雷诺平均Navier-Stokes方程和Spalart-Allmaras一方程湍流模型,采用对接拼接网格技术和多重网格加速收敛技术,对安装有叶片式微型涡流发生器的超临界机翼翼身组合体进行了数值模拟,研究了微型涡流发生器的高度和弦向安装位置对超临界机翼附面层流动控制的机理以及对超临界机翼气动性能的影响规律。 展开更多

关键词 微型涡流发生器 超临界机翼 流动控制 数值模拟

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冲孔矩形翼涡流发生器的氧化镁颗粒污垢特性 被引量：1

9

作者 徐志明 耿晓娅 +3 位作者 常振宇 王景涛 朱新龙 杨苏武 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第20期5555-5563,5732,共9页

为探讨冲孔矩形翼涡流发生器的颗粒污垢特性,选用粒径为50nm的氧化镁颗粒为研究对象,通过实验研究对比了冲孔涡流发生器和未冲孔涡流发生器的污垢和流动阻力特性,考察了孔径、孔数及孔位置对颗粒污垢特性的影响。结果表明:在相同的工况... 为探讨冲孔矩形翼涡流发生器的颗粒污垢特性,选用粒径为50nm的氧化镁颗粒为研究对象,通过实验研究对比了冲孔涡流发生器和未冲孔涡流发生器的污垢和流动阻力特性,考察了孔径、孔数及孔位置对颗粒污垢特性的影响。结果表明:在相同的工况下,与未冲孔涡流发生器相比,冲孔涡流发生器具有良好的抑垢效果和较小的流动阻力损失;随着冲孔涡流发生器孔径的增大,污垢热阻渐近值降低,但降低的幅度变小;污垢热阻渐近值随着冲孔涡流发生器孔数的增加而降低,但是二者并不成同比例变化;冲孔位于外侧位置的涡流发生器的抑垢性能较优。 展开更多

关键词 矩形翼涡流发生器 冲孔 矩形通道 污垢特性 纳米氧化镁颗粒

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腰槽开孔矩形翼涡流发生器的传热和流阻特性 被引量：1

10

作者 徐志明 熊骞 +1 位作者 王景涛 韩志敏 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期2023-2030,共8页

涡流发生器是一种广泛应用的被动强化传热元件,在换热器的换热壁面上以阵列形式布置。涡流发生器靠诱导和产生涡旋来削减或破坏壁面边界层从而达到强化换热。本文对安装腰槽开孔矩形翼涡流发生器和未冲孔矩形翼涡流发生器以及圆孔矩形... 涡流发生器是一种广泛应用的被动强化传热元件,在换热器的换热壁面上以阵列形式布置。涡流发生器靠诱导和产生涡旋来削减或破坏壁面边界层从而达到强化换热。本文对安装腰槽开孔矩形翼涡流发生器和未冲孔矩形翼涡流发生器以及圆孔矩形翼涡流发生器的矩形通道进行了传热和流阻特性的实验研究。实验雷诺数范围为Re=1000~4000。结果表明:在相同雷诺数下,安装有腰槽开孔矩形翼涡流发生器的矩形通道的换热效果和流阻特性优于未冲孔矩形翼涡流发生器和圆孔矩形翼涡流发生器,腰槽开孔矩形翼涡流发生器综合换热性能最好。涡流发生器布置攻角和纵向间距对腰槽开孔矩形翼涡流发生器传热和流阻有较大影响,对比不同涡流发生器布置攻角和纵向间距,得出90°攻角布置和纵向间距为80mm布置的腰槽开孔矩形翼涡流发生器总和换热性能最好。 展开更多

关键词 腰槽开孔矩形翼涡流发生器 强化换热 流阻 攻角 纵向间距

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涡发生器矩形通道内流动换热性能 被引量：4

11

作者 唐凌虹 曾敏 《中国科学院大学学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2018年第2期240-247,共8页

对布置不同结构形式纵向涡发生器的矩形通道内的流动换热性能进行数值研究,并与光通道进行比较。结果表明,涡发生器可强化流体的换热性能。应用场协同理论,对矩形通道内纵向涡发生器强化传热机理进行分析。在相同Re下,全场体积平均协同... 对布置不同结构形式纵向涡发生器的矩形通道内的流动换热性能进行数值研究,并与光通道进行比较。结果表明,涡发生器可强化流体的换热性能。应用场协同理论,对矩形通道内纵向涡发生器强化传热机理进行分析。在相同Re下,全场体积平均协同角较小的矩形通道对应的对流换热系数较大。以JF因子为比较准则,对矩形通道内综合流动换热性能进行比较,发现CFU式三角形翼纵向涡发生器与椭圆支柱组合能够提供最好的综合流动换热性能。 展开更多

关键词 矩形通道 纵向涡发生器 流动换热 场协同理论

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贴体与边界正交网格及大迎角涡流计算 被引量：2

12

作者 蔡晋生 罗时钧 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1993年第4期451-456,共6页

本文应用空间理想非均匀线性弹性线力学平衡关系生成三维贴体与边界正交网格。通过弹性线的刚度来控制网格的密度,并且自动调整边界节点上外力分布使网格线与边界正交。文中还用欧拉方程有限体积法三步显式时间推进及焓修正方法求解了... 本文应用空间理想非均匀线性弹性线力学平衡关系生成三维贴体与边界正交网格。通过弹性线的刚度来控制网格的密度,并且自动调整边界节点上外力分布使网格线与边界正交。文中还用欧拉方程有限体积法三步显式时间推进及焓修正方法求解了绕三角翼的大迎角流动。计算结果表明这种方法能够较好模拟跨声速脱体涡流动。 展开更多

关键词 网格生成 涡流 有限体积法 三角翼

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矩形涡流发生器结构参数对圆形换热管传热特性的影响 被引量：6

13

作者 朱世权 胡宗要 +5 位作者 程传晓 李龙江 彭义森 陈志华 郑纯 金听祥 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第28期12395-12401,共7页

为了提高圆形换热管的换热效率,采用SST(shear-stress transport)k-ω湍流模型(k为湍动能,ω为耗散率),对内置矩形涡流发生器的圆形换热管进行了数值模拟研究,分析了涡流发生器长高比和攻角对流动和传热特性的影响。结果表明:V型排布的... 为了提高圆形换热管的换热效率,采用SST(shear-stress transport)k-ω湍流模型(k为湍动能,ω为耗散率),对内置矩形涡流发生器的圆形换热管进行了数值模拟研究,分析了涡流发生器长高比和攻角对流动和传热特性的影响。结果表明:V型排布的4个矩形涡流发生器产生了两对反向旋转的纵向涡流,增强了冷热流体的混合,改善了圆管内的场协同,提高了换热性能;随着涡流发生器长高比的增加,换热管性能比较指标增大,但是增加幅度逐渐减小,当长高比为2时,换热管具有较好的综合性能;随涡流发生器攻角的增大,性能比较指标先增大后减小,当攻角为30°时,多数工况下性能比较指标具有最大值,换热管具有最佳综合性能。可见,矩形涡流发生器的结构参数对换热管的传热特性有巨大影响,研究结果可为换热管的设计和改进提供参考。 展开更多

关键词 强化传热 矩形涡流发生器 换热管 湍流 数值模拟

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换热器微通道内纵向涡流发生器的层流流动及换热特性研究 被引量：3

14

作者 李恒 刘焕玲 +2 位作者 王鹏 贾梦川 安小康 《轻工学报》 CAS 2018年第3期82-93,共12页

采用Fluent软件研究了当雷诺数为200～1100时,换热器微通道内固定间距下4种不同布置形式的矩形翼对流体层流流动和换热的影响,并与光滑微通道进行了对比.结果表明,最佳布置形式为两对矩形翼呈括弧形布置,且当Re=1100时,其Nu比光滑微通... 采用Fluent软件研究了当雷诺数为200～1100时,换热器微通道内固定间距下4种不同布置形式的矩形翼对流体层流流动和换热的影响,并与光滑微通道进行了对比.结果表明,最佳布置形式为两对矩形翼呈括弧形布置,且当Re=1100时,其Nu比光滑微通道提高了39.7%.在此配置下,不同间距矩形翼对流体层流流动和换热的影响规律为:PEC随着间距的增加先增大后减小,最佳间距为g_1=g_2=4H时,PEC最大为0.62. 展开更多

关键词 换热器微通道 层流流动 括弧型矩形翼 纵向涡流发生器 换热特性

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纵向涡发生器作用下矩形通道内流动换热性能研究 被引量：8

15

作者 唐凌虹 谭思超 高璞珍 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期812-817,共6页

对渐缩式纵向涡发生器与椭圆支柱共同作用下矩形通道内的流动换热性能进行了研究,与渐缩式纵向涡发生器、渐扩式纵向涡发生器和光通道的流动换热性能进行了对比,并利用场协同原理对其换热机理进行了分析。结果表明:纵向涡发生器可增强换... 对渐缩式纵向涡发生器与椭圆支柱共同作用下矩形通道内的流动换热性能进行了研究,与渐缩式纵向涡发生器、渐扩式纵向涡发生器和光通道的流动换热性能进行了对比,并利用场协同原理对其换热机理进行了分析。结果表明:纵向涡发生器可增强换热,有利于降低加热板的表面温度,从而提高反应堆堆芯的CHF值。采用JF因子对各矩形通道的综合流动换热性能进行了比较,结果表明,渐缩式纵向涡发生器与椭圆支柱组合结构能以较小的阻力代价得到较大的换热效果,是一种理想的强化换热方式。 展开更多

关键词 矩形通道 纵向涡发生器 流动换热性能 场协同理论

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某厂顶溢流式电站拦污栅破坏原因分析

16

作者 郭红浩 张晓锋 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2018年第12期64-67,共4页

某厂顶溢流式电站在遭遇20 a一遇的洪水后,灯泡贯流式机组进水口设置的拦污栅发生了脱槽破坏。为了探寻拦污栅破坏原因,利用数值模拟的方法,对电站引水渠内的纵向水流流态进行了模拟,根据模拟结果分析了拦污栅的受力情况。结果表明:在... 某厂顶溢流式电站在遭遇20 a一遇的洪水后,灯泡贯流式机组进水口设置的拦污栅发生了脱槽破坏。为了探寻拦污栅破坏原因,利用数值模拟的方法,对电站引水渠内的纵向水流流态进行了模拟,根据模拟结果分析了拦污栅的受力情况。结果表明:在电站厂顶过流时,电站前池存在强大的横轴漩涡及负压,受纵向水流长时间冲击以及水流脉动的影响,拦污栅强度丧失,发生变形,最终脱槽破坏。希望设计人员在设计同类型电站拦污栅时,考虑纵向水流的冲击力,避免同类事件发生。 展开更多

关键词 厂顶溢流 灯泡贯流式机组 拦污栅 横轴漩涡 水流脉动

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脉动通道内开孔涡流发生器的抑垢特性实验研究

17

作者 韩志敏 刘威 +2 位作者 李江 王韬智 徐志明 《化工学报》 2025年第10期5047-5056,共10页

为解决换热器通道内的颗粒污垢问题,通过搭建实验台研究了脉动通道内开孔涡流发生器的抑垢特性。对比了四种不同类型通道的颗粒污垢特性;研究了脉动通道内不同翼型开孔涡流发生器的颗粒沉积特性;分析了开孔矩形翼涡流发生器迎流角度对... 为解决换热器通道内的颗粒污垢问题,通过搭建实验台研究了脉动通道内开孔涡流发生器的抑垢特性。对比了四种不同类型通道的颗粒污垢特性;研究了脉动通道内不同翼型开孔涡流发生器的颗粒沉积特性;分析了开孔矩形翼涡流发生器迎流角度对颗粒污垢的影响规律。结果表明,相较于光滑通道,脉动通道的抑垢率为15.7%,脉动+矩形翼通道的抑垢率为41.2%,脉动+开孔矩形翼通道的抑垢效果最佳,其抑垢率为47.5%。对比三种不同翼型(三角翼、梯形翼、矩形翼)开孔涡流发生器,发现开孔矩形翼涡流发生器的抑垢效果最好。当迎流角度小于90°时,污垢热阻随着开孔矩形翼涡发生器迎流角度的增大逐渐减小,当迎流角度为90°时污垢热阻达到最小。 展开更多

关键词 脉动流 结垢 粒子 两相流 开孔涡流发生器 污垢热阻

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