發(fā)布時(shí)間：2017-11-12 22:32

  本文關(guān)鍵詞：擾流孔強(qiáng)化蓄熱式波紋板對(duì)流換熱的特性研究

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【摘要】：為了提高蓄熱式換熱器的換熱效率,特別是含塵煙氣的余熱回收過(guò)程中往往伴隨著腐蝕、堵灰問(wèn)題,蓄熱式換熱器的換熱元件(蓄熱式波紋板)表面結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行合理地改造。擾流孔的存在導(dǎo)致傳熱元件的上下表面壓差不同,進(jìn)而會(huì)形成垂直于擾流孔截面的縱向流動(dòng)。該流動(dòng)會(huì)破壞原有的灰塵積結(jié)方式,縱向流動(dòng)在灰塵的擴(kuò)散過(guò)程中可以減緩灰塵在重力作用下的沉降,利于灰塵排出換熱器,從而可以緩解積灰腐蝕等問(wèn)題。本文提出了在傳熱元件上添加擾流孔強(qiáng)化傳熱的方法,并從熱力學(xué)第二定律(?)損概念對(duì)添加擾流孔后的傳熱元件進(jìn)行了分析。采用瞬態(tài)實(shí)驗(yàn)方法本文研究了三種排列角度(15°,30°,45°)的擾流孔強(qiáng)化波紋板蓄熱元件的傳熱特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與未添加擾流孔的波紋板蓄熱元件相比,三種排列角度(15°,300,45°)下的帶擾流孔的蓄熱元件的平均Nu數(shù)分別提高了17.1%,24.8%,34.9%；而三種情況下的阻力系數(shù)f因子則分別提高了24.7%,33.1%,38.4%。這說(shuō)明擾流孔帶來(lái)的強(qiáng)化傳熱效果明顯,與其他強(qiáng)化傳熱手段相比阻力升高幅度相對(duì)較小。利用等效泵功下的Nu/Nuo值比較發(fā)現(xiàn),與排列角度為30°和15°相比,45°時(shí)比前兩者的Nu/Nuo分別高了53.3%,67.8%,這表明擾流孔排列角度為45°時(shí),波紋板蓄熱元件具有最佳性能。為了評(píng)價(jià)擾流孔強(qiáng)化波紋板蓄熱元件傳熱的效果,本文從熱力學(xué)(?)的角度對(duì)帶擾流孔的波紋板蓄熱元件的(?)損和(?)損系數(shù)進(jìn)行了分析與研究。文中的(?)分析方法將(?)分析計(jì)算從穩(wěn)態(tài)傳熱計(jì)算拓展到了瞬態(tài)傳熱,增大了(?)分析計(jì)算公式的適用范圍。分析得到了(?)損與(?)損系數(shù)隨雷諾數(shù)的變化曲線,曲線表明(?)損和(?)損系數(shù)有一個(gè)臨界值,臨界值處(?)損和(?)損系數(shù)的數(shù)值均達(dá)到峰值。臨界值存在的原因主要是流體的流動(dòng)形態(tài)處于過(guò)渡態(tài)時(shí)流體的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)變化劇烈,導(dǎo)致流體的熵增會(huì)隨雷諾數(shù)的增大而增大,從而使(?)損和(?)損系數(shù)數(shù)值達(dá)到峰值。雷諾數(shù)在臨界值時(shí),能量浪費(fèi)較為嚴(yán)重。對(duì)于傳熱元件而言,為了提高能量的利用效率應(yīng)盡可能的避開其在臨界值附近工作運(yùn)行。為了探究流道曲率半徑對(duì)擾流孔強(qiáng)化傳熱時(shí)帶來(lái)的影響,利用數(shù)值模擬方法研究了3種曲率半徑下開擾流孔時(shí)的強(qiáng)化傳熱效果,并獲得了不同工況下的速度場(chǎng)以及溫度場(chǎng)分布。數(shù)值模擬結(jié)果表明,開擾流孔之后,通道內(nèi)空氣出現(xiàn)擾動(dòng),擾流孔附近產(chǎn)生縱向速度和板間流動(dòng),致使通道內(nèi)流速分布及溫度分布更為均勻,換熱效果增強(qiáng)。利用分離式方法,從理論角度初步分析了擾流孔帶來(lái)的阻力與傳熱變化。擾流孔孔徑7、8、9mm三種情況中,綜合強(qiáng)化換熱性能最好的是擾流孔孔徑9mm的情況,而波紋圓弧曲率半徑對(duì)擾流孔強(qiáng)化傳熱性能的影響需綜合考慮擾流孔的孔徑。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK124

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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本文編號(hào)：1177938