东北电力大学本科毕业论文 从图中可以看出：流动速度较小时，二次流分居上下两侧呈对称分布，流动速度越大时，二次流越向两侧偏离，扰动范围越大，换热效果就越好。
4.2螺旋管的摩擦阻力系数f
根据FLUENT模拟出来的结果，可以得到螺旋管出口和入口的压力损失P：
P=P1-P2 (4-1)
P1：流体入口压力(Pa) P2：流体出口压力(Pa)
根据根据文献[19]介绍的达西
f=2P*De/(ρ*v2*L) (4-2) 当量直径(m) De：
螺旋管长度(m)
对于光滑螺旋管，由波拉修斯公式，有 f=0.3164/Re0.25 ρ：流体密度(kg/m3) v：流体入口速度(m/s) L：
(4-3)
Re=ρvDe/μ (4-4)
表4-1 不同速度下的入口和出口的压力与温度
速度（m/s） 入口温度（K） 出口温度（K） 入口压力P1（Pa） 0.4
0.6 0.8 1.0 1.2 1.4
301.3071 301.3071 301.3071 301.3071 301.3071 301.3071
335.419 332.7126 330.9222 329.8092 329.0631 328.4245
521.5699 1032.643 1677.338 2451.345 3365.16 4419.97
出口压力P2（Pa） 0 0 0 0 0 0
导入excel计算并绘制表格如图
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第4章 数值模拟与结果分析 f Re
图4-26 摩擦阻力系数与Re之间的关系
结论：随着Re数的增大，螺旋管的摩擦阻力系数呈下降趋势；实验模拟的螺旋管与光滑螺旋管摩擦阻力系数的比值逐渐减小。
4.3 螺旋管的努系尔得数N
u根据文献[20]用到公式
Nu=Qw/(Tw-TmTm)*(De/λ ) (4-5)
：截面的平均温度(K) λ：流体导热系数(W/m·K) Tw：壁面温度(K)
)
同样根据文献[20]用到经验公式
Nu=(f/8)(Re-1000)PrQw：壁面局部热流(J/m2(1+De/L)/[1+12.7f/8(Pr2/3-1)] (4-6)
Pr：普朗克数 Pr=7.02
导入excel计算并绘制表格如图
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东北电力大学本科毕业论文 180016001400120010008006004002000Nu 实验模拟理论9952.1435714928.215419904.287124880.358929856.4307
图4-27 努系尔得数与Re之间的关系
结论：随着Re的增大，螺旋管的努系尔得数逐渐增大，说明换热加强。
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34832.5025Re 结 论 结 论
本文采用计算流体力学的相关的知识，运用GAMBIT建立圆形截面螺旋管的三维模型，并在GAMBIT软件中进行网格的划分和边界条件的设定，最后导入到Fluent软件中进行了对圆形截面螺旋管内紊流流场的数值模拟。
（1）在运用GAMBIT进行网格的划分时，要选择最合适的划分网格的方式，网格的疏密程度影响了数值模拟的结果的精度，所以，网格的划分时极其重要的一个步骤。
（2）圆形螺旋管内二次流的稳定结构为两涡结构，当Re很小时，旋转方向相反的两涡处于管子截面的中心处，随着Re的增大，二次涡范围先增大而后移向圆管的圆边，增强了圆边处流体质点的扰动与混合，由此可见二次流对螺旋圆管换热起强化作用。
（3）流体入口速度的大小影响管子中流体的速度分布，从6个不用的截面速度等值线图可以得出：当速度很小时，速度梯度分布比较均匀，几乎呈圆形。随着速度逐渐增加，在截面上，在管子远离螺旋中心一侧速度梯度较大，等值线呈不太规则的弓形分布。这是由于流体在圆形螺旋管中流动时，受到一个离心力的作用。所以选择合理的入口速度，可以使流场到优化配置。
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致 谢 致 谢
本论文是在张仲彬老师的精心指导和谆谆教诲下完成的。导师的渊博的学识、严谨的治学态度、敏锐的洞察力、富有创新的开拓精神和广阔的胸怀深深地感染着我，使我受益终身。从开题到论文的撰写，期间无处不包含着导师的心血，在此我向导师致以最诚挚的谢意。
在本课题的研究过程中，还得到了其他老师的热情关怀和精心指导，这些老师的以特有的学识、经验、能力、耐力都给了我极大的帮助，为本文的工作顺利完成奠定了坚实的基础。
最后，对于我朝夕相处的同学和朋友表示由衷的感谢，与他们结下的深厚友谊使我的生活变得丰富多彩，衷心祝愿你们拥有更美好的未来。
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