【摘要】：近幾年,每到北方各城市供暖季,導(dǎo)致霧霾頻發(fā),PM2.5超標(biāo),為了遏制這種污染情況的惡化,各地各級(jí)地方政府紛紛推廣“煤改電”采暖,在“煤改電”采暖改造中,固體電蓄熱供暖方式由于可以有效利用低谷電資源,具有價(jià)格優(yōu)勢(shì),被廣泛采用。固體電蓄熱供熱方式中,采用風(fēng)水換熱器,將固體蓄積的熱能交換給水供暖系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)供熱。在固體電蓄熱供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中,如何提高換熱器的換熱效率引起了人們更多的關(guān)注。本文結(jié)合翅片管換熱器在固體電蓄熱系統(tǒng)中的應(yīng)用情況,對(duì)翅片管換熱器進(jìn)行數(shù)值模擬和正交計(jì)算。為翅片管換熱器的選擇和結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供參考。主要研究?jī)?nèi)容包括:(1)對(duì)固體電蓄熱結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行分析、研究,結(jié)合具體工程實(shí)際的需求,完成固體電蓄熱試驗(yàn)系統(tǒng)的搭建。(2)結(jié)合搭建的固體電蓄熱試驗(yàn)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)和相關(guān)參數(shù),進(jìn)行了翅片管換熱器的仿真模型構(gòu)建。利用Gambit建立管排模型,導(dǎo)入Fluent進(jìn)行數(shù)值模擬,得到換熱裝置內(nèi)流場(chǎng)的溫度、速度和壓力分布。通過仿真結(jié)果與固體電蓄熱試驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)的對(duì)比分析,驗(yàn)證了仿真模型建立的合理性。(3)運(yùn)用正交法,選取L_(16)(4~5)正交表,對(duì)換熱器的翅片間距、高度、厚度等結(jié)構(gòu)組合對(duì)換熱系數(shù)、壓降、性能因子的影響做了比較分析,得到翅片管的優(yōu)化結(jié)構(gòu)。對(duì)優(yōu)化后的CP/6/22/0.6翅片結(jié)構(gòu),經(jīng)過Fluent模擬,分析速度場(chǎng),壓力場(chǎng),溫度場(chǎng)的變化,并與優(yōu)化前的CP/8/16/0.8翅片性能比較。得出換熱系數(shù)提高7.79%,輸出功率提高8.09%的結(jié)論。本文研究成果可為固體電蓄熱中翅片管換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考,對(duì)固體電蓄熱供熱系統(tǒng)的優(yōu)化具有一定的實(shí)際意義。
【圖文】：

第 2 章 翅片管換熱器及理論計(jì)算器的介紹器是一種應(yīng)用在不同流體及固體之間傳遞熱量的能源轉(zhuǎn)化設(shè)備，在體通過直接接觸方式進(jìn)行換熱，而大多數(shù)換熱器流體通過接觸間壁熱器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，種類繁多，換熱器基礎(chǔ)設(shè)備包括換熱元件和換熱器的分類方式有很多，按照傳熱過程、按照結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分類分為間接接觸式換熱器和直接接觸式換熱器[27]，間接接觸式換熱器熱式換熱器，，蓄熱式換熱器、流化床換熱器。在直接接觸的換熱器中換熱器、氣-液換熱器，液體-蒸汽換熱器。按照結(jié)構(gòu)特征分類分為管換熱器、擴(kuò)展表面式換熱器。式換熱器，它的結(jié)構(gòu)如圖 2.1 所示，管殼式換熱器的主要組成部件、前后管箱，折流板、管板[28]。

第 2 章 翅片管換熱器及理論計(jì)算進(jìn)行傳遞。翅片的加入降低了原表面的熱阻，升高了該表面的傳熱量。根據(jù)要求不同選取翅片的結(jié)構(gòu)也不同，如圖 2.3 所示，板翅式和管翅式是常見的擴(kuò)展表面的換熱器，比如圓型管式翅片一般按照設(shè)計(jì)要求定義翅片高度、翅片密度，翅片厚度。加裝翅片一般可以在原光滑管換熱面積的基礎(chǔ)上提高 5-12 倍[27]。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU83

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本文編號(hào)：2604945