纏繞管式換熱器作為一種管殼式換熱器,由于其具備結構緊湊、換熱性能高、熱應力小等優(yōu)點,被廣泛應用于電力、化工、石油等領域。本文針對螺旋纏繞管式換熱器內流體的流動與強化換熱性能展開研究,通過搭建不同管結構的纏繞管式換熱器三維幾何模型,采用數值模擬的方法對不同異型管結構對纏繞管式換熱器流動換熱特性的影響規(guī)律展開研究;并對傳統圓管進行開槽化處理,對比了不同開槽方式及開槽深度對傳統圓管換熱器的性能優(yōu)化程度,獲得了螺旋纏繞管式換熱器內流動與強化換熱性能的規(guī)律。(1)傳統圓管式螺旋纏繞管式換熱器換熱性能研究。通過實驗參數搭建三維模型并進行模擬研究,研究結果表明:采用RNG6)-模型計算出的數據與實驗值更為接近,整體趨勢一致,誤差平均在7.2%;管程入口流量的提升對管內溫度影響較大,但對殼程溫度影響較小;通過管程PEC指數分析可知,隨著管程流量的增大,管程壓降增大,管內摩擦系數降低,且降低幅度逐漸減小。管程PEC指數隨管程流量的增加而變大,換熱性能得到提升。(2)異型螺旋纏繞管式換熱器換熱性能數值研究。通過對三葉型及水滴型纏繞管式換熱器換熱性能展開模擬研究,研究結果表明:在管程速度及溫度一定時,增加殼...

【文章頁數】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 纏繞管式換熱器國內外研究現狀
        1.2.1 纏繞管式換熱器簡介
        1.2.2 螺旋纏繞管式換熱器實驗研究
        1.2.3 纏繞管式換熱器模擬研究
    1.3 本文研究內容
2 纏繞管換熱器數值模擬方法
    2.1 FLUENT簡介
        2.1.1 求解方法
        2.1.2 控制方程
        2.1.3 常見數值算法
    2.2 湍流模擬
        2.2.1 湍流現象概述
        2.2.2 湍流模型
    2.3 纏繞管式換熱器評價準側
        2.3.1 雷諾數
        2.3.2 努塞爾數
        2.3.3 阻力系數
        2.3.4 PEC指數
    2.4 本章小結
3 圓管式螺旋纏繞管式換熱器換熱性能分析
    3.1 數值計算模型
        3.1.1 數學模型
        3.1.2 網格劃分方案
        3.1.3 邊界條件設置
        3.1.4 網格無關性解及湍流模型驗證
    3.2 纏繞單管換熱器換熱性能研究
        3.2.1 速度場分析
        3.2.2 溫度場分析
        3.2.3 PEC指數
    3.3 本章小結
4 異型螺旋纏繞管式換熱器換熱分析
    4.1 異型螺旋纏繞纏繞管式換熱器計算模型
        4.1.1 不同異型管換熱器物理模型
        4.1.2 網格劃分方案
        4.1.3 邊界條件設置
        4.1.4 截線及截面示意圖
    4.2 三葉型螺旋纏繞管式換熱器換熱性能分析
        4.2.1 速度場分析
        4.2.2 溫度場分析
    4.3 水滴型螺旋纏繞管式換熱器換熱性能分析
        4.3.1 速度場分析
        4.3.2 溫度場分析
    4.4 換熱性能對比分析
        4.4.1 阻力系數對比分析
        4.4.2 努塞爾數對比分析
        4.4.3 PEC對比分析
    4.5 本章小結
5 基于開槽強化螺旋管式換熱器換熱分析
    5.1 開槽管螺旋纏繞管式換熱器計算模型
        5.1.1 開槽管換熱器物理模型
        5.1.2 網格劃分方案
        5.1.3 邊界條件設置
    5.2 開槽方式對比研究
        5.2.1 阻力系數對比分析
        5.2.2 努塞爾數對比分析
        5.2.3 PEC對比分析
    5.3 開槽深度對比研究
        5.3.1 阻力系數對比分析
        5.3.2 努塞爾數對比分析
        5.3.3 PEC對比分析
    5.4 本章小結
6 結論與展望
    6.1 主要結論
    6.2 展望
攻讀學位期間發(fā)表論文和參加的科研項目情況
致謝
參考文獻



本文編號：3783962