隨著社會(huì)的飛速發(fā)展,能源短缺、環(huán)境污染等問題日益凸顯,如何提高能源利用率、達(dá)到節(jié)能減排的目的已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。強(qiáng)化換熱技術(shù)是解決能源短缺與環(huán)境污染等一系列問題的重要途徑,縱向渦流強(qiáng)化換熱技術(shù)是無源強(qiáng)化換熱技術(shù)的一種�；诳v向渦流強(qiáng)化換熱技術(shù),本文提出一種新型內(nèi)肋換熱管結(jié)構(gòu),主要對(duì)換熱管內(nèi)流體流動(dòng)與換熱特性進(jìn)行了分析與研究。本文利用ANSYS CFD15.0軟件對(duì)Y型內(nèi)肋換熱管內(nèi)流體流動(dòng)與換熱特性進(jìn)行了數(shù)值仿真模擬,分析了不同Y型內(nèi)肋結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)換熱管換熱特性的影響;而后,研究了脈動(dòng)流非穩(wěn)態(tài)下的Y型內(nèi)肋換熱管內(nèi)的流動(dòng)與換熱特性;最后基于遺傳算法對(duì)Y型內(nèi)肋換熱管的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文主要的成果如下:首先,使用Fluent 15.0軟件對(duì)Y型內(nèi)肋換熱管進(jìn)行了數(shù)值仿真求解,分析了換熱管內(nèi)流體流動(dòng)特性,研究了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)換熱管內(nèi)流體流動(dòng)與換熱的影響。結(jié)果表明,Y型內(nèi)肋使得管內(nèi)產(chǎn)生多個(gè)縱向渦流,管內(nèi)流體擾動(dòng)劇烈,近壁面區(qū)域和核心區(qū)域流體混合更加充分,近壁面區(qū)域粘性底層被破壞,換熱能力得到強(qiáng)化;在Re（28）3500~17500時(shí),綜合評(píng)價(jià)因子PEC（28）1.4~1.85。當(dāng)Y型內(nèi)肋夾... 

【文章頁數(shù)】：112 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)對(duì)照表
縮略語對(duì)照表
第一章 緒論
    1.1 本文研究背景
    1.2 強(qiáng)化換熱技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 縱向渦流國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 強(qiáng)化傳熱理論及對(duì)流換熱評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
        1.4.1 場協(xié)同理論
        1.4.2 火積耗散原理
        1.4.3 綜合評(píng)價(jià)因子PEC
    1.5 本文的研究意義及主要工作
    1.6 本章小結(jié)
第二章 數(shù)值模擬基本理論
    2.1 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)概述
    2.2 控制方程
        2.2.1 基本假設(shè)
        2.2.2 質(zhì)量守恒方程
        2.2.3 動(dòng)量守恒方程
        2.2.4 能量守恒方程
    2.3 湍流數(shù)值模擬及近壁面處理
        2.3.1 湍流與層流的判斷
        2.3.2 湍流求解方法
        2.3.3 常見的湍流模型
        2.3.4 邊界層理論
    2.4 計(jì)算結(jié)果的處理
    2.5 ANSYSCFD軟件簡介
    2.6 本章小結(jié)
第三章 圓形管道內(nèi)Y型內(nèi)肋的強(qiáng)化傳熱研究
    3.1 幾何模型的建立
    3.2 網(wǎng)格的劃分
        3.2.1 網(wǎng)格劃分過程
        3.2.2 網(wǎng)格獨(dú)立性驗(yàn)證
    3.3 數(shù)值仿真求解設(shè)置
        3.3.1 湍流模型的選擇
        3.3.2 邊界條件設(shè)置
        3.3.3 求解控制設(shè)置
        3.3.4 近壁面區(qū)的處理
    3.4 Y型內(nèi)肋換熱管內(nèi)流動(dòng)與傳熱特性分析
        3.4.1 數(shù)值仿真準(zhǔn)確性驗(yàn)證
        3.4.2 Y型內(nèi)肋換熱管內(nèi)的速度場分析
        3.4.3 Y型內(nèi)肋換熱管內(nèi)的溫度場分析
        3.4.4 Y型內(nèi)肋換熱管內(nèi)的壓力場分析
        3.4.5 Y型內(nèi)肋換熱管內(nèi)的特征值的分析
    3.5 不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的Y型內(nèi)肋對(duì)換熱管內(nèi)流動(dòng)與換熱影響的分析
        3.5.1 Y型肋長度L的影響
        3.5.2 Y型肋夾角α的影響
        3.5.3 Y型肋間距P的影響
    3.6 Y型內(nèi)肋換熱管內(nèi)火積耗散分析
    3.7 本章小結(jié)
第四章 基于Y型內(nèi)肋換熱管內(nèi)脈動(dòng)流動(dòng)及換熱分析
    4.1 Y型內(nèi)肋換熱管內(nèi)脈動(dòng)流下的仿真模型
        4.1.1 瞬態(tài)邊界條件設(shè)置
        4.1.2 瞬態(tài)求解控制設(shè)置
        4.1.3 相關(guān)參數(shù)的說明
        4.1.4 時(shí)間步長的獨(dú)立性驗(yàn)證
    4.2 脈動(dòng)流下Y型內(nèi)肋換熱管數(shù)值仿真結(jié)果的分析
        4.2.1 脈動(dòng)流下的Y型肋的管內(nèi)速度場分析
        4.2.2 頻率對(duì)Y型內(nèi)肋換熱管內(nèi)流動(dòng)與換熱的影響
        4.2.3 振幅對(duì)Y型內(nèi)肋換熱管內(nèi)流動(dòng)與換熱的影響
        4.2.4 雷諾數(shù)對(duì)Y型內(nèi)肋換熱管內(nèi)流動(dòng)與換熱的影響
    4.3 脈動(dòng)流下Y型肋換熱管內(nèi)場協(xié)同及火積耗散分析
        4.3.1 場協(xié)同求解設(shè)置
        4.3.2 脈動(dòng)流下的Y型肋換熱管內(nèi)場協(xié)同分析
        4.3.3 脈動(dòng)流下的Y型肋換熱管內(nèi)火積耗散分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于遺傳算法的Y型內(nèi)肋換熱管的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化
    5.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)概述
    5.2 遺傳算法基本原理
        5.2.1 遺傳算法的簡介
        5.2.2 遺傳算法的基本原理
        5.2.3 遺傳算法的基本流程
    5.3 Y型內(nèi)肋換熱管的優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的建立
        5.3.1 設(shè)計(jì)變量
        5.3.2 目標(biāo)函數(shù)
        5.3.3 約束條件
        5.3.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型
    5.4 優(yōu)化結(jié)果討論與分析
        5.4.1 基于遺傳算法的優(yōu)化結(jié)果分析
        5.4.2 基于MATLAB的fimicon函數(shù)優(yōu)化結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]矩形小翼和三角形小翼縱向渦發(fā)生器流動(dòng)換熱的研究[J]. 曾卓雄,劉建全,王漳軍,魏佳加.  熱能動(dòng)力工程. 2016(01)
[3]縱向渦發(fā)生器作用下矩形通道內(nèi)流動(dòng)換熱性能研究[J]. 唐凌虹,譚思超,高璞珍.  原子能科學(xué)技術(shù). 2014(05)
[4]圓管內(nèi)置梯形翼片的流場特性PIV實(shí)驗(yàn)[J]. 車翠翠,田茂誠.  化工學(xué)報(bào). 2013(11)
[5]渦發(fā)生器與螺旋片強(qiáng)化不同曲率的殼側(cè)傳熱[J]. 張麗,謝彩朋,李雅俠,吳劍華.  化工學(xué)報(bào). 2013(09)
[6]新型矩形翼縱向渦發(fā)生器流動(dòng)與換熱實(shí)驗(yàn)研究[J]. 閔春華,齊承英,謝尚群,孔祥飛.  熱能動(dòng)力工程. 2010(01)
[7](火積)耗散理論在換熱器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 許明田,程林,郭江峰.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2009(12)
[8]不同排列方式下三角翼波紋翅片管換熱器的換熱性能比較[J]. 田麗亭,何雅玲,楚攀,雷勇剛.  動(dòng)力工程. 2009(01)
[9]縱向渦強(qiáng)化換熱特性及機(jī)理分析[J]. 田麗亭,雷勇剛,何雅玲.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2008(12)
[10]帶縱向渦發(fā)生器的橢圓管翅片換熱器數(shù)值分析[J]. 楚攀,何雅玲,李瑞,雷勇剛.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2008(03)

博士論文
[1]基于場協(xié)同理論的縱向渦強(qiáng)化換熱技術(shù)及其應(yīng)用[D]. 孟繼安.清華大學(xué) 2003

碩士論文
[1]螺旋型波紋管強(qiáng)化傳熱的數(shù)值模擬及其優(yōu)化[D]. 李香.西安電子科技大學(xué) 2014
[2]螺旋槽管強(qiáng)化傳熱研究與應(yīng)用[D]. 王麗芝.山東大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3721210