3、改良扭带插入件：几何无量纲参数的意义

改良扭带插入件：几何无量纲参数的意义

1. 引言

在当今世界，能源的有效利用备受关注。为了实现这一目标，提高各种设备的性能至关重要。热交换器在众多领域广泛应用，包括热力、核能、太阳能发电厂、制冷与空调、石油精炼、航空、航天器、汽车、食品加工、化工、化妆品行业以及废热回收系统等。提升热交换器的效率，最终能改善各类系统的性能。

研究人员提出了多种增强热交换器性能的技术，主要包括被动、主动和复合技术。主动技术借助外部能源来增加热传递，例如喷射冲击、表面振动和使用静电场；而被动技术则无需外部能源，如表面改性、使用旋流装置、采用不同类型的粗糙元件以及使用纳米流体等；复合技术则结合了两种或多种主动/被动技术。

在众多热传递增强技术中，在热交换器管内使用扭带是一种重要的被动热传递增强技术。扭带插入件通过产生旋流、增加流速以及提供更长的流动路径来改善热传递。根据管壁与扭带边缘的接触情况，微小的翅片效应也可能有助于增强热传递。

许多研究人员对扭带的设计做出了贡献。早期的研究大多使用普通扭带，后来，研究人员开始设计不同几何形状的扭带，如锯齿状、穿孔和经典扭带等，并进行了实验和计算流体动力学研究。

在讨论各种改良扭带之前，深入了解用于性能增强的基本无量纲参数至关重要，这些参数能为设计师提供有价值的信息，有助于对扭带几何形状进行有效修改。

2. 各种几何无量纲参数

不同研究人员在文献中报道了多种几何无量纲参数（GNDP），以下是对这些参数的详细描述：

2.1 扭转比（y/w）

扭转比定义为节距长度（y）与扭带宽度（w）的比值。它在决定各种扭带的性能方面起着关键作用。实验中使用的