本文關(guān)鍵詞：余熱回收翅片管換熱器傳熱與流體力學特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源需求量迅速增長，提高能源利用效率成為我國能源工作的重點。其中工業(yè)余熱回收利用是提高能源利用效率和節(jié)能的重要一部分。工業(yè)用燃氣鍋爐產(chǎn)生的煙氣以低溫余熱（150~250℃以上）的形式排放到大氣中，既浪費能源又污染環(huán)境�；厥蘸屠眠@部分熱能用于加熱生活用水或鍋爐補給水等對節(jié)能減排具有重大的意義。換熱器是工業(yè)余熱回收的關(guān)鍵設(shè)備，翅片管式換熱器由于具有良好的傳熱性能、耐溫性能、耐熱沖擊性能及耐腐蝕能力，易于清理塵垢，壓降較低等特點被廣泛應(yīng)用。 本文通過對現(xiàn)有的天然氣鍋爐余熱回收用翅片管換熱器進行實驗測試，建立三維的翅片管流場模型，將測試數(shù)據(jù)作為邊界條件，采用FLUENT軟件進行模擬得到翅片管外煙氣流動的速度場、溫度場及壓力場等數(shù)據(jù)。分析了煙氣進口速度、翅片高度及翅片間距對傳熱的影響規(guī)律：隨著煙氣進口流速的增加，Re增大，平均換熱系數(shù)逐漸增大，使換熱得到加強，但煙氣流速的增大使得流動阻力增大，壓降損失也呈現(xiàn)增長趨勢，工作過程需要消耗更多的風能；翅片高度增加可以增大單位長度翅片管的換熱面積，卻使翅片效率下降，對傳熱的影響較��；翅片間距對傳熱的影響要比翅片高度大，隨著翅片間距的增大，翅片管的換熱性能逐漸減弱，阻力系數(shù)也逐漸減小。 將換熱器流場的模擬值與實測值比較，結(jié)果表明出口溫度的相對誤差為7.3%，總壓降的相對誤差為2.1%，模擬方法能夠較好地描述換熱器的工作狀況。 改變煙氣進口速度及換熱器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，制定優(yōu)化方案，，并對各優(yōu)化方案進行模擬對比，得出各個優(yōu)化方案對換熱的影響。然后用綜合性能評價因子計算出強化換熱最為合理的方案。結(jié)果顯示，當煙氣進口速度為6.8m/s，翅片高度為14mm，翅片間距為2mm時傳熱效果最好。用場協(xié)同原理對速度矢量與溫度梯度的夾角進行了分析，得出了同樣的結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：余熱回收 翅片管換熱器 換熱特性 數(shù)值模擬 參數(shù)優(yōu)化
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TK172
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 本文的研究背景和意義11-13
• 1.2 翅片管換熱器介紹13-15
• 1.2.1 換熱器介紹13-14
• 1.2.2 翅片管換熱器的基本類型與特點14-15
• 1.3 翅片管換熱器的研究綜述15-18
• 1.3.1 國內(nèi)研究綜述15-16
• 1.3.2 國外研究綜述16-18
• 1.4 本論文的研究目的、內(nèi)容和方法18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 第二章 翅片管換熱器的傳熱計算19-27
• 2.1 換熱器傳熱計算的基本理論19-21
• 2.1.1 傳熱方程式19-20
• 2.1.2 熱平衡方程式20-21
• 2.2 翅片管換熱器的傳熱計算21-26
• 2.2.1 對流傳熱過程的物理量21-22
• 2.2.2 翅片管換熱器傳熱系數(shù)計算22-25
• 2.2.3 翅片管換熱器換熱量計算25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第三章 翅片管換熱器的實驗測試與傳熱分析27-37
• 3.1 翅片管換熱器的結(jié)構(gòu)27-29
• 3.2 翅片管換熱器應(yīng)用工況測試29-32
• 3.2.1 測試工況29-30
• 3.2.2 測試儀器30-32
• 3.3 實驗數(shù)據(jù)處理32-34
• 3.3.1 實驗數(shù)據(jù)分析方法32-33
• 3.3.2 實驗數(shù)據(jù)誤差分析33-34
• 3.4 測試結(jié)果與換熱分析34-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第四章 翅片管換熱器 CFD 計算基礎(chǔ)與強化換熱37-50
• 4.1 翅片管換熱器計算流體力學基礎(chǔ)37-45
• 4.1.1 翅片管換熱器計算流體力學簡介37-38
• 4.1.2 Fluent 軟件介紹38
• 4.1.3 控制方程38-39
• 4.1.4 常用的離散化方法簡介39-41
• 4.1.5 湍流模型的數(shù)值模擬方法41-45
• 4.2 換熱器的強化換熱理論45-49
• 4.2.1 對流傳熱過程的強化45-46
• 4.2.2 強化傳熱的場協(xié)同理論46-48
• 4.2.3 換熱器中的場協(xié)同理論48-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 第五章 翅片管換熱器管外流場的數(shù)值模擬50-58
• 5.1 模型的建立50-53
• 5.1.1 幾何模型50-51
• 5.1.2 網(wǎng)格生成51-52
• 5.1.3 邊界條件的設(shè)定52
• 5.1.4 求解方法52-53
• 5.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析及與實測值比較53-57
• 5.2.1 煙氣流場速度分布53-55
• 5.2.2 煙氣流場溫度分布55-56
• 5.2.3 煙氣流場壓力分布56
• 5.2.4 流場實測值與模擬值對比56-57
• 5.3 本章小結(jié)57-58
• 第六章 翅片管換熱器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化58-74
• 6.1 優(yōu)化方案的制定58-59
• 6.2 計算結(jié)果比較與分析59-68
• 6.2.1 煙氣不同進口速度下的速度分布59-61
• 6.2.2 煙氣不同進口速度下的溫度分布61-63
• 6.2.3 煙氣不同進口速度下的壓力分布63-64
• 6.2.4 不同進口速度對換熱效果的影響64-65
• 6.2.5 翅片高度對換熱效果的影響65-67
• 6.2.6 翅片間距對換熱效果和阻力性能的影響67-68
• 6.3 優(yōu)化結(jié)果68-72
• 6.3.1 強化傳熱綜合性能分析68-69
• 6.3.2 場協(xié)同理論分析69-72
• 6.4 本章小結(jié)72-74
• 結(jié)論與展望74-76
• 本文主要的研究內(nèi)容和結(jié)論74-75
• 研究展望75-76
• 參考文獻76-82
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果82-83
• 致謝83-84
• 附件84

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 崔超;沈煜暉;;電廠煙氣余熱利用方案設(shè)計[J];華電技術(shù);2013年04期

  本文關(guān)鍵詞：余熱回收翅片管換熱器傳熱與流體力學特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：337363