本文關(guān)鍵詞：板殼式換熱器傳熱性能研究及結(jié)構(gòu)優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文研究的板殼式換熱器兼有板式換熱器傳熱效率高和管殼式換熱器承壓性能好的優(yōu)點(diǎn)，在石油化工行業(yè)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 論文采用Fluent軟件，以水為工作介質(zhì)，分別對(duì)板殼式換熱器的板程和殼程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，研究了蜂窩板結(jié)構(gòu)的板殼式換熱器板程與殼程間流體的流動(dòng)與傳熱。對(duì)于板程，探討了蜂窩高度（H），蜂窩間距（L）、焊點(diǎn)直徑（D）以及焊點(diǎn)排列方式對(duì)蜂窩板傳熱與阻力性能的影響，同時(shí)對(duì)比分析了4種不同類型的換熱板片；對(duì)于殼程，研究折流板設(shè)置、折流板間距、板束放置形式、板束截面形式對(duì)殼程傳熱與阻力性能的影響，并通過(guò)與相關(guān)文獻(xiàn)結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證了數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性。論文得出的結(jié)論如下： （1）對(duì)比分析4種不同類型的換熱板片，蜂窩板綜合性能最好，綜合性能指標(biāo)η比平板、直流道交錯(cuò)流波紋板以及鼓泡板分別平均提高了24.31%，40.48%，50.27%。 （2）蜂窩焊點(diǎn)正三角形排列形式的蜂窩板傳熱系數(shù)比正菱形與正方形的分別平均提高了12.54%，16.15%，壓降分別平均提高了48.57%，37.06%。綜合性能方面，正菱形的比正三角形和正方形的平均提高了1.39%，5.27%。 （3）H是影響傳熱性能、阻力性能和綜合性能的最主要因素，L次之，D影響最不明顯。H越大，D越小，，L越大的結(jié)構(gòu)參數(shù)搭配能獲得較高的綜合性能。在正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)中的9種蜂窩板，蜂窩板3的綜合性能最好。 （4）利用Origin數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)蜂窩板傳熱與阻力性能關(guān)聯(lián)式進(jìn)行回歸分析，得出板內(nèi)介質(zhì)為水，正三角形焊點(diǎn)排列方式下蜂窩板Nu和f關(guān)聯(lián)式。 （5）在板殼式換熱器殼程內(nèi)設(shè)置折流板對(duì)殼程傳熱系數(shù)以及壓降的影響明顯，而折流板間距的改變對(duì)其影響較小。豎直放置的板束形式，傳熱系數(shù)比水平放置的板束形式平均提高了4.31%，壓降平均降低了27.16%，單位壓降下的殼程傳熱系數(shù)平均提高了43.25%；圓形截面的板束形式比方形截面的板束形式殼程傳熱系數(shù)平均提高了37.57%，壓降平均提高了18%，單位壓降下的殼程傳熱系數(shù)平均提高了15.59%。
【關(guān)鍵詞】：板殼式換熱器 數(shù)值模擬 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 蜂窩板
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TK172
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 板殼式換熱器研究背景與意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外板殼式換熱器的研究進(jìn)展12-16
• 1.2.1 板殼式換熱器的研究與應(yīng)用12-15
• 1.2.2 傳熱與阻力性能的研究進(jìn)展15-16
• 1.3 激光焊接蜂窩板介紹16-17
• 1.3.1 激光焊接蜂窩板的優(yōu)點(diǎn)16-17
• 1.3.2 激光焊接蜂窩板的研究進(jìn)展17
• 1.4 強(qiáng)化傳熱評(píng)價(jià)方法17-19
• 1.4.1 強(qiáng)化傳熱系數(shù)法18
• 1.4.2 單位阻力傳熱性能因子法18-19
• 1.5 本課題的研究?jī)?nèi)容19-21
• 第二章 數(shù)值模擬基本理論及方法21-28
• 2.1 傳熱概述21-22
• 2.1.1 傳熱的基本方式21
• 2.1.2 對(duì)流傳熱21-22
• 2.1.3 傳熱問(wèn)題的研究方法22
• 2.2 傳熱與阻力理論計(jì)算22-24
• 2.2.1 傳熱方程式22-23
• 2.2.2 熱平衡方程式23
• 2.2.3 特征常數(shù)23-24
• 2.2.4 特征關(guān)聯(lián)式的形式24
• 2.3 數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)24-27
• 2.3.1 流體與傳熱基本方程24-25
• 2.3.2 湍流方程模型簡(jiǎn)介25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 板殼式換熱器板程流動(dòng)與傳熱分析28-41
• 3.1 幾何模型28-30
• 3.1.1 模型的結(jié)構(gòu)參數(shù)28
• 3.1.2 建模與網(wǎng)格劃分28-30
• 3.2 模型求解方案的確定30-31
• 3.2.1 流體材料的選擇30
• 3.2.2 邊界條件的設(shè)置30
• 3.2.3 求解方案的確定30-31
• 3.3 蜂窩板內(nèi)流體流動(dòng)與傳熱分析31-34
• 3.4 不同類型換熱板片的對(duì)比分析34-39
• 3.4.1 模型結(jié)構(gòu)參數(shù)34-35
• 3.4.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析35-37
• 3.4.3 模擬結(jié)果的比較與分析37-39
• 3.5 板程數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性驗(yàn)證39-40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 第四章 蜂窩板結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響分析41-53
• 4.1 不同焊點(diǎn)排列方式對(duì)傳熱與阻力性能的影響41-45
• 4.1.1 數(shù)值模擬結(jié)果分析41-43
• 4.1.2 模擬結(jié)果的比較與分析43-45
• 4.2 不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)傳熱與阻力性能的影響45-48
• 4.2.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)45-46
• 4.2.2 模擬結(jié)果的比較與分析46-48
• 4.3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果分析48-51
• 4.3.1 極差分析48-50
• 4.3.2 方差分析50-51
• 4.4 蜂窩板傳熱與阻力性能關(guān)聯(lián)式的回歸分析51
• 4.5 本章小結(jié)51-53
• 第五章 板殼式換熱器殼程流動(dòng)與傳熱分析53-70
• 5.1 模型的結(jié)構(gòu)參數(shù)53-55
• 5.1.2 建模與網(wǎng)格劃分54-55
• 5.1.3 邊界條件的設(shè)置55
• 5.2 模型求解方案的確定55-56
• 5.3 數(shù)值模擬結(jié)果的分析56-59
• 5.3.1 速度場(chǎng)分布56-58
• 5.3.2 溫度場(chǎng)分布58-59
• 5.3.3 壓力場(chǎng)分布59
• 5.4 模擬結(jié)果的比較與討論59-67
• 5.4.1 折流板設(shè)置對(duì)換熱器殼程傳熱與阻力性能的影響59-62
• 5.4.2 板束放置形式對(duì)換熱器殼程傳熱與阻力性能的影響62-64
• 5.4.3 板束截面形式對(duì)換熱器殼程傳熱與阻力性能的影響64-67
• 5.5 殼程數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性驗(yàn)證67-68
• 5.6 本章小結(jié)68-70
• 結(jié)論與展望70-72
• 結(jié)論70-71
• 展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果76-77
• 致謝77-78
• 答辯委員會(huì)對(duì)論文的評(píng)定意見(jiàn)78

  本文關(guān)鍵詞：板殼式換熱器傳熱性能研究及結(jié)構(gòu)優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：307909