本文關鍵詞：板式換熱器內(nèi)納米流體流動和傳熱特性模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：換熱器是工程應用中不可缺少的工藝設備，板式熱交換器(PHEs)因其結構緊湊、高效，適用于不同負載，既靈活又方便衛(wèi)生，因此廣泛應用于石油、化工、制冷等許多工程領域中。如今，換熱工質的低傳熱性能已成為新一代高效傳熱冷卻技術研究的主要障礙。而提高液體傳熱性能的一種有效方式是在液體中添加固體粒子。本文嘗試將Cu-水納米流體作為冷流體應用于板式換熱器，通過數(shù)值模擬方法得到不同工況下納米流體傳熱的溫度場、換熱系數(shù)及流場的空間分布，分析Cu-水納米流體在板式換熱器中流動與傳熱特性。探索納米流體最為經(jīng)濟適用的應用途徑，促進我國節(jié)能減排事業(yè)的深入開展。 首先，本文對質量濃度為0.1%，0.3%，0.5%，0.7%的Cu-水納米流體進行了數(shù)值模擬。分別研究了納米流體的質量分數(shù)，Re數(shù)等對對流換熱系數(shù)的影響，并將模擬結果與實驗結果進行了比較。通過模擬得出，以Cu-水納米流體為冷流體的板式換熱器的換熱效果明顯優(yōu)于純水。但在提高流速，增大納米流體濃度的同時，應充分考慮粘度增加導致壓降的增大對換熱器性能的影響。 其次，在原有模型的基礎上進行改進，對納米流體在板式換熱器單邊流動和對角流動情況下分別進行了模擬。研究了納米流體在不同流動形式下，Re數(shù)對對流換熱系數(shù)的影響以及努賽爾數(shù)的變化。通過模擬得出，納米流體可以提高板式換熱器的性能，其中以納米流體作為冷流體的單邊流動板式換熱器的強化傳熱效果最佳。 最后得出綜合結論：Cu-水納米流體可以提高板式換熱器的換熱性能，質量分數(shù)為0.5%的Cu-水納米流體換熱效果最佳，納米流體在單邊流動情況下的換熱系數(shù)高于對角流動情況，且壓降也小于對角流動。
【關鍵詞】：納米流體 數(shù)值模擬 傳熱 換熱系數(shù)
【學位授予單位】：東北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK172
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 目錄9-11
• 主要符號表11-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 課題研究的背景及意義12-13
• 1.2 納米流體發(fā)展動態(tài)13-15
• 1.3 板式換熱器發(fā)展動態(tài)15-18
• 1.4 本文研究內(nèi)容18-19
• 1.5 本章小結19-20
• 第2章 數(shù)值模型理論基礎20-29
• 2.1 計算流體動力學20-21
• 2.2 流動基本特性21-22
• 2.3 多相流模型22-24
• 2.4 數(shù)值計算方法24-28
• 2.4.1 基本控制方程24-25
• 2.4.2 離散化的目的25-27
• 2.4.3 SIMPLE 算法27
• 2.4.4 計算的收斂27-28
• 2.5 本章小結28-29
• 第3章 換熱器內(nèi)納米流體流動和傳熱特性29-45
• 3.1 物理模型29-32
• 3.1.1 板式換熱器的參數(shù)29-30
• 3.1.2 網(wǎng)格劃分及無關性驗證30-32
• 3.2 控制方程及邊界條件確定32-34
• 3.3 模型驗證34-36
• 3.3.1 對應實驗介紹34-36
• 3.3.2 模型驗證36
• 3.4 計算結果分析36-44
• 3.4.1 數(shù)據(jù)處理相關公式36-37
• 3.4.2 流動與傳熱分析37-42
• 3.4.3 Nu 數(shù)與壓降分析42-44
• 3.5 本章小結44-45
• 第4章 納米流體單邊與對角流動模擬45-55
• 4.1 物理模型45-48
• 4.1.1 板式換熱器的參數(shù)45-46
• 4.1.2 網(wǎng)格劃分及無關性驗證46-48
• 4.2 控制方程及邊界條件確定48
• 4.3 模型驗證48-49
• 4.4 計算結果分析49-54
• 4.5 本章小結54-55
• 結論55-57
• 參考文獻57-62
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文62-63
• 致謝63

【參考文獻】

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中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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  本文關鍵詞：板式換熱器內(nèi)納米流體流動和傳熱特性模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：406770