管殼式換熱器強化傳熱技術的研究能促進能源利用最大化,達到節(jié)約能源和減少排放的目的。本文在換熱器傳熱技術研究基礎上,對新型斜向流換熱器進行優(yōu)化,創(chuàng)新的提出了扭轉流換熱器。采用數(shù)值模擬的的方法,對比分析了扭轉流換熱器和斜向流換熱器流體流動和傳熱特性。并對扭轉流換熱器管束支撐結構類梯形導流板進行優(yōu)化。本文對扭轉流換熱器的研究內容和成果如下:按照周期性充分發(fā)展段的定義,建立扭轉流換熱器整體模型,分別研究了不同截面位置不同Re下的壓力梯度、速度和無因次溫度,發(fā)現(xiàn):扭轉流換熱器流場和溫度場具備周期性特征,周期性充分發(fā)展段為300-1300mm,即從第三組導流板開始到第十二組導流板結束,在周期性充分發(fā)展段壓力梯度、速度和無因次溫度不隨截面的位置變化。分別建立斜向流換熱器和扭轉流換熱器2種周期性全截面模型,采用計算流體力學軟件Fluent對兩種換熱器的傳熱系數(shù)、阻力、綜合性能進行了數(shù)值研究。結果表明,扭轉流管殼式換熱器壓降較簾式折流片換熱器降低18.5-21%,傳熱系數(shù)增加7.3-10.2%,綜合性能提高14.9-19.2%。在此基礎上研究了扭轉流換熱器管束支撐結構類梯形導流板結構參數(shù)對換熱器換熱性能... 

【文章來源】：鄭州大學河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1.緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 換熱器研究概述
        1.2.1 管程強化傳熱技術
        1.2.2 殼程強化傳熱技術
    1.3 管殼式換熱器研究現(xiàn)狀
    1.4 課題來源與章節(jié)安排
2.扭轉流換熱器研究方法及理論基礎
    2.1 物理模型
    2.2 數(shù)學模型
        2.2.1 控制方程
        2.2.2 邊界條件
        2.2.3 網格劃分及獨立性考核
    2.3 正交試驗的分析方法
        2.3.1 正交試驗特點
        2.3.2 試驗步驟
    2.4 數(shù)值計算方法的實驗驗證
    2.5 本章小結
3.扭轉流換熱器殼程流體周期性充分發(fā)展區(qū)域界定
    3.1 周期段的定義
    3.2 數(shù)學模型
        3.2.1 扭轉流換熱器整體模型建立
        3.2.2 整體模型網格劃分及邊界條件
    3.3 測量截面的確定
    3.4 模擬結果與分析
        3.4.1 周期性壓力降
        3.4.2 周期性速度
        3.4.3 周期性無因次溫度
    3.5 本章小結
4.扭轉流換熱器和斜向流換熱器傳熱與流阻性能對比研究
    4.1 模型建立
    4.2 兩種換熱器殼程性能對比
    4.3 殼程流場分析
    4.4 結構參數(shù)對殼程傳熱性能的影響
        4.4.1 傾斜角度對換熱器性能的影響
        4.4.2 寬度對換熱器性能的影響
        4.4.3 間距對換熱器性能的影響
        4.4.4 導流板數(shù)量對換熱器性能的影響
    4.5 場協(xié)同分析
    4.6 小結
5.基于正交試驗設計的扭轉流換熱器殼側性能分析
    5.1 正交試驗設計
        5.1.1 正交試驗表
        5.1.2 模擬因素與水平的確定
        5.1.3 正交試驗方案的擬定
    5.2 結果分析
        5.2.1 因素水平對傳熱系數(shù)的影響
        5.2.2 因素水平對壓降的影響
        5.2.3 因素水平對綜合性能的影響
    5.3 扭轉流換熱器傳熱與壓降關聯(lián)式擬合
        5.3.1 最小二乘法原理
        5.3.2 關聯(lián)式擬合方法
        5.3.3 關聯(lián)式擬合及檢驗
    5.4 本章小結
6.結論與展望
    6.1 結論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
個人簡歷、學習期間主要成果
致謝



本文編號：3432768