發(fā)布時(shí)間：2020-04-21 04:51

【摘要】：板式換熱器應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,特別是在動(dòng)力、化工、制冷等領(lǐng)域。它具有緊湊靈活且高換熱效率等諸多優(yōu)點(diǎn),引得國(guó)內(nèi)往外很多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行研究。從已發(fā)表的文獻(xiàn)中我們發(fā)現(xiàn),對(duì)于板式換熱器的研究主要集中對(duì)它的波紋傾角、波高以及波距進(jìn)行研究,通過(guò)改變這些參數(shù)然后分析傳熱換熱特性數(shù)據(jù)以獲取最佳的幾何尺寸。然而很少有文章去研究或者關(guān)注波紋板上V字形數(shù)量對(duì)換熱特性的影響,同時(shí)在對(duì)帶有不同V字形數(shù)量的波紋板式換熱器的換熱機(jī)理的理論研究也是極少的。本文使用的了板面具有5個(gè)V字形結(jié)構(gòu)的多V字形板式換熱器。并通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬分析相結(jié)合的方法對(duì)板間流動(dòng)和傳熱特性進(jìn)行研究,而且對(duì)流動(dòng)換熱的機(jī)理進(jìn)行了深入探討。首先為了研究多V字形板式換熱器的傳熱和阻力特性,本文搭建了換熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái),實(shí)驗(yàn)分為兩部分:一是以水為工質(zhì),進(jìn)行冷水和熱水換熱的水-水換熱試驗(yàn)段;另一個(gè)是以潤(rùn)滑油為研究工質(zhì),進(jìn)行冷水和熱油換熱的油-水試驗(yàn)段。實(shí)驗(yàn)操作中,通過(guò)改變多V字形板式換熱器進(jìn)口工質(zhì)的體積流量和溫度等參數(shù),獲取一系列實(shí)驗(yàn)參數(shù),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析且從中剔除實(shí)驗(yàn)誤差。并推導(dǎo)出傳熱流動(dòng)經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式,還用面積換熱因子對(duì)板式換熱器的整體性能進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在用水實(shí)驗(yàn)時(shí),換熱器的換熱量、傳熱系數(shù)和壓降均隨熱側(cè)體積流量的增加而增加;范寧摩擦因子隨熱側(cè)雷諾數(shù)的增加而減小;換熱因子和面積質(zhì)量因子均隨雷諾數(shù)的增加而減小。在用潤(rùn)滑油實(shí)驗(yàn)時(shí),換熱器的換熱量、傳熱系數(shù)和壓降也均隨熱側(cè)體積流量的增加而增加;范寧摩擦因子隨熱側(cè)雷諾數(shù)的增加而減小;換熱因子和面積質(zhì)量因子均隨熱側(cè)雷諾數(shù)的增加而減小。然后建立了帶有進(jìn)出口及導(dǎo)流區(qū)的完整雙流道的多V字形板式換熱器模型,深入研究不同V字形數(shù)量對(duì)板式換熱器的流動(dòng)和換熱特性的影響。數(shù)值分析結(jié)果表明:隨著板式換熱器V字形數(shù)量的增加,板間流體從十字交叉流逐漸變?yōu)榍哿?且當(dāng)V字形數(shù)量為5時(shí)流態(tài)為完全的曲折流。壓降、范寧摩擦因子和努謝爾特?cái)?shù)均隨著V字形數(shù)量的增加而增加。并且綜合性能分析指標(biāo)表明,多V字形板式換熱器整體性能優(yōu)于其他三種板式換熱器。最后使用場(chǎng)協(xié)同原理和(?)傳遞理論對(duì)板式換熱器內(nèi)的多場(chǎng)耦合和能量品質(zhì)進(jìn)行深入的理論研究。結(jié)果表明:板式換熱器的場(chǎng)協(xié)同數(shù)隨V字形數(shù)量的增加而增加,溫度梯度與速度矢量之間的夾角β隨V字形數(shù)量的增加而變小,且較小的夾角β會(huì)產(chǎn)生更好的換熱效果。板式換熱器的傳(?)有效度是隨著V字形數(shù)量的增加而增加,說(shuō)明有用能的傳遞效率得到了提升。這樣不僅全面的考慮板式換熱器換熱和流動(dòng)過(guò)程的不同場(chǎng)的協(xié)同作用,還考慮了板式換熱器的流動(dòng)換熱過(guò)程的能量品質(zhì)的傳遞。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TK172

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