本文關(guān)鍵詞：凹凸板式換熱器過(guò)冷沸騰換熱性能優(yōu)化研究

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【摘要】：復(fù)合相變換熱器通過(guò)引入過(guò)冷沸騰和冷凝過(guò)程能夠在降低鍋爐排煙溫度的同時(shí)避免低溫腐蝕,本文以復(fù)合相變換熱器在電廠鍋爐煙氣余熱回收中的應(yīng)用為背景,以水為工質(zhì),對(duì)過(guò)冷沸騰側(cè)的凹凸板式換熱器過(guò)冷沸騰換熱過(guò)程進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化研究,創(chuàng)新提出了雙重循環(huán)優(yōu)化模型,并針對(duì)現(xiàn)有圓形凹凸板式結(jié)構(gòu)在過(guò)冷沸騰換熱中的不足之處,提出了新型的梭形凹凸板式結(jié)構(gòu)。本文的主要內(nèi)容及研究成果如下：(1)通過(guò)分析比較,凹凸板式換熱器以PEC=(Nu/Nu0)?(f/f0)1/3作為主要評(píng)價(jià)指標(biāo),采用Mixture模型、RNGk-ε模型,編寫(xiě)過(guò)冷沸騰換熱的UDF程序,實(shí)現(xiàn)了汽、液兩相間的質(zhì)量及能量傳遞�；谠摲椒�,對(duì)平板流道的過(guò)冷沸騰換熱過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬,結(jié)果表明：含氣率沿流動(dòng)方向逐漸增大,隨進(jìn)口流速的增大逐漸減��；隨著質(zhì)量流量的增加總換熱量逐漸增大,但單位質(zhì)量流量的換熱量卻逐漸減小；當(dāng)Re較小時(shí),隨著Re的增加,f急劇減小,Re繼續(xù)增加,f仍然減小,但變化趨于平緩,直至趨于某一恒定值。(2)創(chuàng)新提出換熱器優(yōu)化的雙重循環(huán)優(yōu)化模型,以換熱器凹坑流道結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化為內(nèi)循環(huán),以流體流動(dòng)參數(shù)Re或速度為外循環(huán),對(duì)圓形凹坑流道過(guò)冷沸騰換熱過(guò)程進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化研究,以綜合考慮在不同Re下?lián)Q熱器的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)。研究結(jié)果表明：凹坑處含氣率明顯高于附近平板處含氣率,說(shuō)明凹凸板片對(duì)相變換熱有著很好的強(qiáng)化作用；對(duì)于同一凹坑,其前側(cè)處對(duì)相變換熱的強(qiáng)化作用要優(yōu)于后側(cè)處；不同流動(dòng)參數(shù)下,圓形凹坑流道的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)為R=7mm、Hd=2 mm、P=20 mm;最佳圓形凹坑流道與平板流道的對(duì)比結(jié)果表明,在f增大并不明顯的情況下,最佳圓形凹坑流道的Nu是平板流道的1.97～2.13倍,因此,最佳圓形凹坑流道具有較高的PEC值,其PEC值范圍為1.86-2.11。(3)針對(duì)已有圓形凹坑流道綜合換熱性能的薄弱之處,提出了一種梭形凹坑流道,數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果表明：梭形凹坑流道的含氣率變化趨勢(shì)與最佳圓形凹坑流道及平板流道一致,但梭形凹坑流道的含氣率要高于最佳圓形凹坑流道和平板流道；與最佳圓形凹坑流道相比,梭形凹坑流道的f值變化不大甚至略小,但Nu卻有了明顯的增大,梭形凹坑流道的PEC值由最佳圓形凹坑流道的1.86～2.11提高到了1.98-2.27。
【關(guān)鍵詞】：凹凸板 換熱器 過(guò)冷沸騰換熱 雙重循環(huán)優(yōu)化 梭形結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TK172
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-21
• 1.1 研究背景與意義10-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究綜述12-19
• 1.2.1 凹凸板式換熱器研究進(jìn)展12-14
• 1.2.2 沸騰換熱研究進(jìn)展14-19
• 1.3 問(wèn)題的提出及章節(jié)安排19-21
• 2 凹凸板式換熱器過(guò)冷沸騰換熱數(shù)值計(jì)算方法研究21-40
• 2.0 ANSYS Workbench仿真優(yōu)化平臺(tái)介紹21-22
• 2.1 計(jì)算模型22-31
• 2.1.1 幾何模型22-23
• 2.1.2 數(shù)學(xué)方程23-30
• 2.1.3 網(wǎng)格考核及計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證30-31
• 2.2 換熱器性能評(píng)價(jià)方法選取31-34
• 2.3 平板流道過(guò)冷沸騰換熱計(jì)算結(jié)果及分析34-38
• 2.3.1 含氣率分析34-36
• 2.3.2 換熱性能分析36-37
• 2.3.3 阻力性能分析37-38
• 2.3.4 綜合換熱性能分析38
• 2.4 本章小結(jié)38-40
• 3 凹凸板式換熱器過(guò)冷沸騰換熱多目標(biāo)優(yōu)化研究40-74
• 3.1 雙重循環(huán)優(yōu)化模型40-42
• 3.2 ANSYS Workbench雙重循環(huán)多目標(biāo)優(yōu)化求解設(shè)置42-43
• 3.3 優(yōu)化結(jié)果分析43-73
• 3.3.1 場(chǎng)態(tài)分析43-45
• 3.3.2 單因素參數(shù)分析45-66
• 3.3.3 響應(yīng)面分析66-68
• 3.3.4 最優(yōu)解分析68-69
• 3.3.5 最佳圓形凹坑流道與平板流道計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析69-73
• 3.4 本章小結(jié)73-74
• 4 梭形凹凸板式換熱器過(guò)冷沸騰換熱研究74-80
• 4.1 梭形凹坑結(jié)構(gòu)流道的提出74
• 4.2 含氣率分析74-77
• 4.3 換熱性能對(duì)比分析77-78
• 4.4 阻力性能對(duì)比分析78-79
• 4.5 PEC分析79
• 4.6 本章小結(jié)79-80
• 5 結(jié)論與展望80-82
• 5.1 結(jié)論80-81
• 5.2 創(chuàng)新點(diǎn)81
• 5.3 展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果86-87
• 致謝87

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 張琳;高麗麗;崔磊;趙慶良;;MVR蒸發(fā)器管內(nèi)沸騰傳熱傳質(zhì)數(shù)值模擬[J];化工進(jìn)展;2013年03期

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本文編號(hào)：934802