管殼式換熱器強(qiáng)化傳熱技術(shù)的研究能促進(jìn)能源利用最大化,達(dá)到節(jié)約能源和減少排放的目的。本文在換熱器傳熱技術(shù)研究基礎(chǔ)上,對(duì)新型斜向流換熱器進(jìn)行優(yōu)化,創(chuàng)新的提出了扭轉(zhuǎn)流換熱器。采用數(shù)值模擬的的方法,對(duì)比分析了扭轉(zhuǎn)流換熱器和斜向流換熱器流體流動(dòng)和傳熱特性。并對(duì)扭轉(zhuǎn)流換熱器管束支撐結(jié)構(gòu)類(lèi)梯形導(dǎo)流板進(jìn)行優(yōu)化。本文對(duì)扭轉(zhuǎn)流換熱器的研究?jī)?nèi)容和成果如下:按照周期性充分發(fā)展段的定義,建立扭轉(zhuǎn)流換熱器整體模型,分別研究了不同截面位置不同Re下的壓力梯度、速度和無(wú)因次溫度,發(fā)現(xiàn):扭轉(zhuǎn)流換熱器流場(chǎng)和溫度場(chǎng)具備周期性特征,周期性充分發(fā)展段為300-1300mm,即從第三組導(dǎo)流板開(kāi)始到第十二組導(dǎo)流板結(jié)束,在周期性充分發(fā)展段壓力梯度、速度和無(wú)因次溫度不隨截面的位置變化。分別建立斜向流換熱器和扭轉(zhuǎn)流換熱器2種周期性全截面模型,采用計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent對(duì)兩種換熱器的傳熱系數(shù)、阻力、綜合性能進(jìn)行了數(shù)值研究。結(jié)果表明,扭轉(zhuǎn)流管殼式換熱器壓降較簾式折流片換熱器降低18.5-21%,傳熱系數(shù)增加7.3-10.2%,綜合性能提高14.9-19.2%。在此基礎(chǔ)上研究了扭轉(zhuǎn)流換熱器管束支撐結(jié)構(gòu)類(lèi)梯形導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)換熱器換熱性能... 

【文章來(lái)源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1.緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 換熱器研究概述
        1.2.1 管程強(qiáng)化傳熱技術(shù)
        1.2.2 殼程強(qiáng)化傳熱技術(shù)
    1.3 管殼式換熱器研究現(xiàn)狀
    1.4 課題來(lái)源與章節(jié)安排
2.扭轉(zhuǎn)流換熱器研究方法及理論基礎(chǔ)
    2.1 物理模型
    2.2 數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 控制方程
        2.2.2 邊界條件
        2.2.3 網(wǎng)格劃分及獨(dú)立性考核
    2.3 正交試驗(yàn)的分析方法
        2.3.1 正交試驗(yàn)特點(diǎn)
        2.3.2 試驗(yàn)步驟
    2.4 數(shù)值計(jì)算方法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    2.5 本章小結(jié)
3.扭轉(zhuǎn)流換熱器殼程流體周期性充分發(fā)展區(qū)域界定
    3.1 周期段的定義
    3.2 數(shù)學(xué)模型
        3.2.1 扭轉(zhuǎn)流換熱器整體模型建立
        3.2.2 整體模型網(wǎng)格劃分及邊界條件
    3.3 測(cè)量截面的確定
    3.4 模擬結(jié)果與分析
        3.4.1 周期性壓力降
        3.4.2 周期性速度
        3.4.3 周期性無(wú)因次溫度
    3.5 本章小結(jié)
4.扭轉(zhuǎn)流換熱器和斜向流換熱器傳熱與流阻性能對(duì)比研究
    4.1 模型建立
    4.2 兩種換熱器殼程性能對(duì)比
    4.3 殼程流場(chǎng)分析
    4.4 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)殼程傳熱性能的影響
        4.4.1 傾斜角度對(duì)換熱器性能的影響
        4.4.2 寬度對(duì)換熱器性能的影響
        4.4.3 間距對(duì)換熱器性能的影響
        4.4.4 導(dǎo)流板數(shù)量對(duì)換熱器性能的影響
    4.5 場(chǎng)協(xié)同分析
    4.6 小結(jié)
5.基于正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的扭轉(zhuǎn)流換熱器殼側(cè)性能分析
    5.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        5.1.1 正交試驗(yàn)表
        5.1.2 模擬因素與水平的確定
        5.1.3 正交試驗(yàn)方案的擬定
    5.2 結(jié)果分析
        5.2.1 因素水平對(duì)傳熱系數(shù)的影響
        5.2.2 因素水平對(duì)壓降的影響
        5.2.3 因素水平對(duì)綜合性能的影響
    5.3 扭轉(zhuǎn)流換熱器傳熱與壓降關(guān)聯(lián)式擬合
        5.3.1 最小二乘法原理
        5.3.2 關(guān)聯(lián)式擬合方法
        5.3.3 關(guān)聯(lián)式擬合及檢驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
6.結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷、學(xué)習(xí)期間主要成果
致謝



本文編號(hào)：3432768