本文關(guān)鍵詞：濕空氣流經(jīng)平翅片管表面?zhèn)鳠醾髻|(zhì)的數(shù)值研究

  更多相關(guān)文章： 濕工況 平翅片管換熱器 傳熱傳質(zhì) 數(shù)值模擬

【摘要】：如今,在生產(chǎn)和化工的許多場(chǎng)合需要用到換熱器進(jìn)行冷熱流體的換熱過程。其中的平翅片管換熱器憑借結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壓降損失小等優(yōu)點(diǎn),在空調(diào)制冷領(lǐng)域使用廣泛。在當(dāng)前能源短缺的大背景下,需要進(jìn)一步強(qiáng)化翅片空氣側(cè)的換熱效果,制造更加緊湊、高效、節(jié)能的換熱器。關(guān)于熱質(zhì)類比過程中劉易斯因子的取值范圍,研究者們給出了不同的研究結(jié)果,需要找出適用于濕工況平翅片的合適范圍。本文的研究?jī)?nèi)容具有重要的科學(xué)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。本文研究了析濕工況下濕空氣與平翅片管換熱器在空氣側(cè)的傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象。由于相變過程傳熱傳質(zhì)的復(fù)雜性,使用實(shí)驗(yàn)方法不能獲得流場(chǎng)內(nèi)完整的溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)等分布情況,因此本文采用數(shù)值方法進(jìn)行研究分析。對(duì)濕空氣流經(jīng)平翅片管換熱器的相變換熱過程作出合理假設(shè),建立了空氣側(cè)傳熱傳質(zhì)的數(shù)值模型,對(duì)模型的合理性和可行性作出驗(yàn)證,使用FLUENT軟件對(duì)所建立的數(shù)值模型進(jìn)行求解。研究了濕空氣入口速度在1～6m/s、相對(duì)濕度在30%～100%范圍內(nèi),2-5排翅片管換熱器的相變換熱過程。分析濕空氣入口狀態(tài)參數(shù)和換熱器管排數(shù)對(duì)換熱量、傳熱傳質(zhì)系數(shù)、熱質(zhì)比擬結(jié)果和翅片效率的影響。研究結(jié)果表明翅片表面為部分濕工況時(shí),位于管排前側(cè)濕空氣入口端的不凝區(qū)域隨著入口流速的增大而增大,管排后側(cè)的不凝區(qū)域隨著入口流速的增大而減小。翅片表面的總凝結(jié)量和總換熱量會(huì)隨著濕空氣入口流速增加而增大,隨相對(duì)濕度的增大而增大,隨換熱器管排數(shù)的增加而增大。從靠近空氣入口處的上游部分到下游部分,每排管的換熱量和凝結(jié)量均逐漸遞減。濕空氣入口速度大于一定值時(shí),第二排管的凝結(jié)量會(huì)接近于第一排管的凝結(jié)量。本文研究范圍內(nèi)劉易斯因子Lef的取值在0.9～1.01之間。傳熱和傳質(zhì)翅片效率在濕空氣入口速度增大時(shí)降低,在管排數(shù)增加時(shí)提高。入口相對(duì)濕度增大,傳熱翅片效率下降,傳質(zhì)翅片效率增大。
【關(guān)鍵詞】：濕工況 平翅片管換熱器 傳熱傳質(zhì) 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK172
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-22
• 1.1 課題研究背景與意義9-10
• 1.2 含不凝氣體的蒸汽凝結(jié)10-11
• 1.3 課題研究現(xiàn)狀11-21
• 1.3.1 理論研究進(jìn)展11-12
• 1.3.2 實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展12-14
• 1.3.3 數(shù)值研究進(jìn)展14-15
• 1.3.4 空氣側(cè)傳熱傳質(zhì)特性研究15-17
• 1.3.5 翅片效率研究進(jìn)展17-21
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容21-22
• 2 濕空氣的凝結(jié)模型22-32
• 2.1 物理模型22-23
• 2.2 基本假設(shè)23-24
• 2.3 數(shù)學(xué)模型24-26
• 2.3.1 控制方程24-25
• 2.3.2 源項(xiàng)添加25-26
• 2.4 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證26-27
• 2.5 模型的合理性驗(yàn)證27-28
• 2.6 相關(guān)參數(shù)介紹28-31
• 2.7 本章總結(jié)31-32
• 3 兩排管換熱器數(shù)值模擬結(jié)果及分析32-51
• 3.1 流場(chǎng)分析32-34
• 3.1.1 速度場(chǎng)分析32-33
• 3.1.2 溫度場(chǎng)分析33
• 3.1.3 濃度場(chǎng)分析33-34
• 3.2 翅片表面凝結(jié)速率和凝結(jié)量34-39
• 3.3 翅片表面換熱量39
• 3.4 翅片表面換熱系數(shù)、傳質(zhì)系數(shù)和析濕系數(shù)39-43
• 3.5 傳熱傳質(zhì)的類比43-46
• 3.6 翅片效率46-49
• 3.7 管壁溫度的影響49
• 3.8 本章總結(jié)49-51
• 4 多排管換熱器數(shù)值模擬結(jié)果及分析51-63
• 4.1 流場(chǎng)分析51-53
• 4.2 翅片表面換熱量和凝結(jié)量分析53-56
• 4.3 管排數(shù)對(duì)傳熱傳質(zhì)類比的影響56-59
• 4.4 管排數(shù)對(duì)翅片效率的影響59-60
• 4.5 多排管壓降分析60-61
• 4.6 本章總結(jié)61-63
• 結(jié)論與展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況70-71
• 致謝71-72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1126422