本文關鍵詞：板翅式換熱器翅片表面性能試驗研究與數值模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高效、緊湊式換熱器由于在節(jié)省能源與材料方面的優(yōu)越性受到廣泛關注。板翅式換熱器作為其中的一種,已廣泛應用于石油化工、能源動力、冶金、制冷等工業(yè)領域。板翅式換熱器性能主要取決于翅片表面的傳熱與流動特性。常見的翅片表面有平直翅片、鋸齒翅片、波紋翅片、百葉窗翅片等。然而國內長期采用日本通用翅片性能曲線,使得國產板翅式換熱器的熱力設計誤差很大。因此,通過試驗獲取國產翅片表面性能曲線;運用數值模擬技術分析翅片表面?zhèn)鳠崤c流動特性,是一項十分重要而有意義的研究工作。本文從試驗研究和數值模擬兩方面,對板翅式換熱器翅片表面性能進行了初步探討,主要研究工作和結論包括: (1)為研究板翅式換熱器翅片表面性能,本文基于CFD 模擬優(yōu)化設計了一臺吸入式直流傳熱風洞,并搭建了該傳熱風洞試驗系統(tǒng),包括空氣系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)和測量系統(tǒng)。 (2)在傳熱風洞實驗臺上,對常見的三種不同規(guī)格板翅式換熱器翅片表面性能進行了冷態(tài)、熱態(tài)試驗研究,得到了不同結構參數及操作參數下翅片表面性能曲線,并與國外翅片性能曲線進行了比較。結果表明,國產翅片沖壓工藝和板翅式換熱器釬焊技術已接近國外水平,翅片摩擦因子與國外相當,傳熱性能比國外略低。獲得的性能曲線,為國產板翅式換熱器提供了設計依據。 (3)采用計算流體動力學方法對板翅式換熱器單通道流場進行了數值模擬,對比研究了不同結構參數和操作參數對翅片表面性能的影響。分別分析了平直翅片的翅片高度和翅片間距、鋸齒翅片的切開長度、波紋翅片的波幅與波距對翅片表面流動與傳熱性能影響。結果表明:在相同操作條件下,鋸齒翅片和波紋翅片的傳熱性能明顯優(yōu)于平直翅片。 (4)探討了板翅式換熱器的工程應用。根據其結構緊湊、換熱效率高的特點,設計開發(fā)了一種用于燃油燃氣鍋爐余熱回收的專利產品。該產品投入使用后,在節(jié)能、環(huán)保、經濟性等方面效益顯著。
【關鍵詞】：板翅式換熱器 表面性能 風洞試驗 數值模擬 計算流體動力學
【學位授予單位】：南京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：TK172
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 引言10
• 1.2 板翅式換熱器簡介10-14
• 1.2.1 板翅式換熱器的基本結構10-11
• 1.2.2 翅片的型式與作用11-13
• 1.2.3 板翅式換熱器材料與制造工藝13-14
• 1.2.4 新型板翅式換熱器的開發(fā)現狀14
• 1.3 板翅式換熱器傳熱與阻力特性的研究背景與現狀14-16
• 1.3.1 緊湊式換熱器試驗研究進展14-15
• 1.3.2 風洞試驗概述15-16
• 1.4 CFD 數值模擬技術16-18
• 1.5 本文的主要研究內容18-19
• 參考文獻19-24
• 第二章 基于 CFD 的傳熱風洞實驗臺優(yōu)化設計24-42
• 2.1 引言24-25
• 2.2 風洞設計概述25-27
• 2.2.1 風洞的類別25
• 2.2.2 風洞實驗的理論基礎25-27
• 2.3 基于CFD 的風洞試驗臺數值模擬27-30
• 2.3.1 粘性流體力學的基本方程28
• 2.3.2 數學模型的選取28-30
• 2.3.3 數值方法30
• 2.3.4 網格劃分30
• 2.3.5 邊界條件30
• 2.4 模擬結果與分析30-39
• 2.5 小結39-40
• 參考文獻40-42
• 第三章 板翅式換熱器翅片表面性能的試驗研究42-56
• 3.1 引言42-43
• 3.2 試驗系統(tǒng)43-45
• 3.2.1 空氣系統(tǒng)43-44
• 3.2.2 蒸汽凝結水系統(tǒng)44
• 3.2.3 測量系統(tǒng)44-45
• 3.2.4 試驗元件45
• 3.3 測量儀器的選擇45-49
• 3.4 試驗數據處理49-50
• 3.4.1 總體傳熱系數49
• 3.4.2 傳熱因子49-50
• 3.4.3 摩擦因子50
• 3.5 試驗結果與分析50-53
• 3.6 誤差源分析53
• 3.7 小結53-54
• 參考文獻54-56
• 第四章 板翅式換熱器翅片表面性能的 CFD 數值模擬56-69
• 4.1 引言56-57
• 4.2 板翅式換熱器翅片表面性能的數值模擬57-67
• 4.2.1 控制方程57
• 4.2.2 計算模型57-58
• 4.2.3 計算結果分析58-67
• 4.3 小結67-68
• 參考文獻68-69
• 第五章 工程應用69-78
• 5.1 引言69-70
• 5.2 肋板式省燃器簡介70-73
• 5.2.1 肋板式省燃器的結構簡介70-72
• 5.2.2 肋板式省燃器的熱力設計72-73
• 5.3 肋板式省燃器應用實驗研究73-75
• 5.4 經濟性評價75-76
• 5.5 小結76-77
• 參考文獻77-78
• 第六章 總結與展望78-80
• 6.1 本文主要工作總結78-79
• 6.2 展望79-80
• 附錄80-81
• 在讀期間發(fā)表的論文及參加的科研項目81-82
• 致謝82

【引證文獻】

中國期刊全文數據庫 前1條

1 劉敏珊;李娜;董其伍;;板翅式換熱器的研究進展[J];化工設備與管道;2007年06期

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 梁小強;矩形翅片滴形管流動與傳熱性能的數值模擬研究[D];東華大學;2011年

2 王飛;板翅式換熱器性能實驗研究[D];大連海事大學;2011年

3 王凱峰;液力緩速器的熱交換系統(tǒng)傳熱性能仿真與試驗方法研究[D];吉林大學;2007年

4 黎兵;板翅式油散熱器性能的實驗研究及數值模擬[D];重慶大學;2007年

5 曾時明;電站直接空冷式翅片管換熱和流動規(guī)律及空冷單元流場特性數值研究[D];北京交通大學;2007年

6 付顏紅;汽車空調冷凝器釬焊“翅片熔蝕”現象的分析研究[D];重慶大學;2010年

7 李影;基于汽車尾氣余熱回收的溫差發(fā)電研究[D];電子科技大學;2010年

8 唐栩宸;大型天然氣發(fā)動機溫差發(fā)電系統(tǒng)的研究[D];西南交通大學;2012年

9 張紹林;緊湊式空冷器的傳熱數值模擬及熱力學研究[D];華中科技大學;2012年

10 張奧;工程機械散熱器傳熱特性分析[D];吉林大學;2013年

  本文關鍵詞：板翅式換熱器翅片表面性能試驗研究與數值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：255650