本文關鍵詞：全焊接板式換熱器的設計與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：全焊接板式換熱器因其傳熱效率高,流體阻力小,結(jié)構(gòu)合理,安全可靠等特點,廣泛應用于化工、制藥、機械、食品加工等領域。板式換熱器的換熱板通常采用波紋板結(jié)構(gòu),而波紋形式,波紋間距,波紋板的擺放形式、角度,換熱流體的流程數(shù)、行程數(shù)等都是最終影響換熱效果與流動阻力的主要因素。隨著計算機技術的發(fā)展進步,工程仿真技術也越來越成熟。這一技術有效簡化了換熱器設計過程中的人工計算分析,降低了工作量的同時還能提供更為直觀的模擬結(jié)果,方便技術人員優(yōu)化已有的換熱器類型,并有助于研發(fā)新型換熱器。本文的首要任務是搞清楚波紋傾角與波紋間距對換熱效果與流動阻力的影響,并通過這兩者相互之間的關系找到換熱、流量和阻力最佳匹配的換熱板參數(shù)。其次,針對某化工廠實際生產(chǎn)中失效的換熱器進行工程改造。根據(jù)給定的工藝參數(shù)進行工程計算并對結(jié)構(gòu)設計有影響的關鍵數(shù)據(jù)計算和校核。設計完成的全焊接板式換熱器通過FLUENT來模擬工況條件下的性能表現(xiàn),并根據(jù)性能偏離來調(diào)整設計。最后,針對管板、接管、封頭等核心零件進行設計和機械強度的校核。模擬分析得到的實驗數(shù)據(jù)通過最終的實際生產(chǎn)驗證,誤差在10%以內(nèi),證明了FLUENT軟件模擬和數(shù)值分析在全焊接板式換熱器設計中的可行性。
【關鍵詞】：全焊式板式換熱器 數(shù)值分析 數(shù)值模擬 FLUENT
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TK172
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題的背景及意義10
• 1.2 板式換熱器的構(gòu)造及特點10-12
• 1.3 全焊接板式換熱器的構(gòu)造及特點12-15
• 1.4 全焊接板式換熱器的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.5 本課題擬完成的主要任務16-18
• 第二章 波紋形換熱板的數(shù)值模擬計算結(jié)果及分析18-45
• 2.1 數(shù)值模擬的理論基礎18-22
• 2.1.1 數(shù)值模擬研究18-19
• 2.1.2 湍流模型的研究與進展19-22
• 2.2 數(shù)值計算方法22-26
• 2.2.1 FLUENT簡介22-23
• 2.2.2 幾何模型與網(wǎng)格劃分23
• 2.2.3 計算模型23-25
• 2.2.4 邊界條件和計算方法25-26
• 2.3 研究對象及網(wǎng)格劃分26-28
• 2.3.1 研究對象26-27
• 2.3.2 網(wǎng)格劃分27-28
• 2.4 數(shù)值計算結(jié)果及分析28-35
• 2.4.1 波紋傾角 β 對換熱器流場的影響分析28-32
• 2.4.2 波紋間距 λ 對換熱器流場的影響分析32-35
• 2.5 數(shù)據(jù)處理與分析35-44
• 2.5.1 數(shù)據(jù)處理35
• 2.5.2 波紋傾角 β 對換熱及阻力損失的影響分析35-38
• 2.5.3 波紋間距 λ 對換熱及阻力損失的影響分析38-41
• 2.5.4 綜合準則關系式41-44
• 2.6 本章小結(jié)44-45
• 第三章 換熱器的設計與分析45-70
• 3.1 工程設計背景45-46
• 3.2 熱力學設計計算46-54
• 3.2.1 總換熱量的計算46-47
• 3.2.2 冷、熱介質(zhì)換熱板間流速的計算47
• 3.2.3 冷熱介質(zhì)的雷諾數(shù)計算47-48
• 3.2.4 冷熱介質(zhì)的普朗特數(shù)計算48
• 3.2.5 冷熱介質(zhì)的努塞爾數(shù)計算48-49
• 3.2.6 冷熱介質(zhì)對流傳熱系數(shù)計算49
• 3.2.7 傳熱單元數(shù)NTU的計算49-51
• 3.2.8 總熱系數(shù)的計算51-52
• 3.2.9 傳熱平均溫差和修正系數(shù)的計算52-53
• 3.2.10 換熱面積的計算53
• 3.2.11 換熱量校核的計算53-54
• 3.2.12 冷熱介質(zhì)流程數(shù)的計算54
• 3.2.13 計算實際換熱面積54
• 3.3 機械設計強度校驗54-69
• 3.3.1 螺栓載荷計算55-57
• 3.3.2 需用螺栓的面積57
• 3.3.3 平封頭強度計算57-60
• 3.3.4 接管頸部厚度的校驗60-62
• 3.3.5 開孔處連接焊縫長度的校驗62
• 3.3.6 開孔處連接焊縫強度的校驗62-65
• 3.3.7 封頭強度的校驗65-69
• 3.4 本章小結(jié)69-70
• 第四章 換熱器整體性能的數(shù)值研究70-80
• 4.1 幾何模型和網(wǎng)格劃分70-73
• 4.2 邊界條件和求解73-75
• 4.3 FLUENT后處理75-77
• 4.4 數(shù)據(jù)分析和實驗驗證77-79
• 4.4.1 數(shù)據(jù)分析77-78
• 4.4.2 實驗驗證78-79
• 4.5 本章小結(jié)79-80
• 第五章 總結(jié)及展望80-82
• 5.1 本文的主要工作及成果80-81
• 5.2 課題展望81-82
• 參考文獻82-85
• 致謝85-86
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文86

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 藍少健;朱冬生;鐘家淞;趙強;;波紋板式換熱器的數(shù)值模擬[J];化學工程;2010年08期

2 欒輝寶;陶文銓;朱國慶;陳斌;王崧;;全焊接板式換熱器發(fā)展綜述[J];中國科學:技術科學;2013年09期

3 王雨;趙臣;;板式換熱器的板片結(jié)構(gòu)、組合形式及密封結(jié)構(gòu)[J];現(xiàn)代制造工程;2007年01期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 何光文;板式換熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化及其傳熱性能研究[D];華南理工大學;2010年

  本文關鍵詞：全焊接板式換熱器的設計與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：440827