夾套式熱管傳熱特性實(shí)驗(yàn)研究及其換熱器殼程流場(chǎng)數(shù)值模擬
本文關(guān)鍵詞:夾套式熱管換熱器多場(chǎng)數(shù)值模擬與優(yōu)化研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
《中南大學(xué)》 2009年
夾套式熱管傳熱特性實(shí)驗(yàn)研究及其換熱器殼程流場(chǎng)數(shù)值模擬
許欣
【摘要】: 以熱管作為傳熱元件的熱管換熱器具有傳熱效率高、壓力損失小、工作性能可靠、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)。但傳統(tǒng)的熱管換熱器存在低溫露點(diǎn)腐蝕的嚴(yán)重問(wèn)題。本文針對(duì)新型的可應(yīng)用于低溫系統(tǒng)余熱回收領(lǐng)域的夾套式熱管及其換熱器進(jìn)行了深入研究,主要完成了以下工作: 進(jìn)行了熱管傳熱特性實(shí)驗(yàn)研究,分析了不同熱流密度下熱管徑向、軸向外壁溫度的分布。計(jì)算了不同充液率條件下熱管的傳熱系數(shù),并根據(jù)最小二乘法原理,推導(dǎo)出了熱管傳熱系數(shù)與充液率及熱流密度的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。經(jīng)誤差分析,傳熱系數(shù)的系統(tǒng)誤差不超過(guò)±9.21%。 以計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT為平臺(tái),采用多孔介質(zhì)模型對(duì)夾套式熱管換熱器殼程流場(chǎng)進(jìn)行三維數(shù)值模擬研究。研究發(fā)現(xiàn)靜壓沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向近似呈線(xiàn)性分布,且總壓降隨著煙氣入口流速的增加而增大。采用三種不同的分布阻力關(guān)系式進(jìn)行模擬的計(jì)算結(jié)果趨勢(shì)相同,其中Taborek關(guān)系式模擬結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果相對(duì)誤差不超過(guò)8%。 為了彌補(bǔ)多孔介質(zhì)模型不能描述換熱器局部詳細(xì)信息的不足,采用實(shí)體模型對(duì)夾套式熱管換熱器的代表性單元進(jìn)行模擬計(jì)算,其計(jì)算結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果相對(duì)誤差為5.4%。 分析了不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)換熱器壓降的影響。綜合考慮加工、安裝、運(yùn)行等因素,認(rèn)為換熱器翅片高度應(yīng)小于26.5mm,翅片間距應(yīng)大于6.5mm,熱管橫向間距應(yīng)介于108~111mm之間,熱管縱向間距應(yīng)介于120~125mm之間。
【關(guān)鍵詞】:
【學(xué)位授予單位】:中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2009
【分類(lèi)號(hào)】:TK172
【目錄】:
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本文編號(hào):248813
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