由于科技的发展和能源的短缺,强化换热技术受到越来越多人的重视,而利用流体脉动强化传热的方法由于有着独特的优点,受到越来越多人的注意。国内外很多文献通过实验和数值计算的方法证明了脉动流体能够实现强化换热。本文运用FLUENT6.0 软件,数值模拟了管内层流和湍流状态的流体在恒壁温的情况下,当流动入口速度为周期性变化时的流动与换热情况。分析了不同工质、不同的脉动频率和振幅对流动与换热的影响,并通过对截面上的速度分布进行了分析,以解释各种现象形成的机理,以期为实验和实际应用提供一定的指导。主要得出以下结论: 1、脉动对换热的影响: 在湍流情况下:换热强化比E (k)随频率的增大先是逐渐增大,然后逐渐降低,最后趋近于某一渐进值;随着无因次振幅的增大逐渐增大;对于不同工质,频率对换热效果的影响趋势基本相同,但是对应的最佳频率不同,并且最后的渐进值也不同。在层流情况下,E (k)随频率的增大逐渐增大,值得注意的是在频率较低时会有弱化换热的情况;随着无因次振幅的增大先是逐渐下降然后逐渐增大,在无因次振幅较低时,会弱化换热;对于不同工质,频率对换热效果的影响趋势基本相同,但是强化换热对应的频率范围不同,并且强化的效果也不同。2、脉动对流动的影响: 在湍流情况下,沿程阻力系数增加比E (λ)随着频率的增大先是迅速增大,然后逐渐降低,最后逐渐升高趋近于某一渐进值;随着无因次振幅的增大先是逐渐下降,然后逐渐增大,当无因次振幅较低时,沿程阻力系数会低于无脉动时的沿程阻力系数,当无因次振幅较高时,沿程阻力系数高于无脉动时的沿程阻力系数;对于不同工质,频率对沿程阻力系数的影响趋势基本相同,但所对应的频率不同,并且最后的渐进值也不同。在层流情况下, E (λ)随着频率的增大逐渐速增大;随着无因次振幅的增大先是逐渐增大,然后逐渐下降,最后又逐渐增大;对于不同工质,频率对沿程阻力系数的影响趋势基本相同,但是所对应的频率不同。3、脉动对换热器的性能指标的影响: 在湍流情况下,换热器的性能指标E 随着频率的增大先是逐渐降低,然后逐渐增大,再逐渐降低,并且存在一定的频率范围,使得E >0;随着无因次振幅的增大逐渐增大,然后逐渐降低;对于不同工质,频率对性能指标E 的影响趋势基本相