强化热端换热对涡流管性能影响

来源：大连理工大学学报杂志2021年第6期北京时间：

作者：李昊睿,艾国生,张恒瑞,王坤,赵一鸣,胡大鹏

摘要：涡流管内部能量分离导致的外层高温流体与内层低温流体的热量交换，影响了制冷效果．为此，基于对流传热原理，设计了一种强制冷却的涡流管结构，在涡流管的热端外加冷却水腔，通入循环水对涡流管外壁进行冷却．通过实验和数值模拟的方式，研究不同结构参数和操作参数下，冷却热端外壁面对涡流管制冷性能的影响．结果表明：与传统涡流管相比，强制冷却能够削弱外层热气对回流冷气的影响，提高涡流管的制冷性能．阿基米德螺线型喷嘴较直线型喷嘴的提升更明显，最大单位制冷量达到12.53kJ/kg．在压比为2、3和4的条件下，强制冷却涡流管的制冷性能均有提升．强制冷却涡流管的单位制冷量随热端管长径比的增加而升高，等熵效率最高可以达到34.1%．

关键词：涡流管强制冷却数值模拟实验验证

基金资助：国家重点研发计划资助项目(2018YFA0704602).