本文關(guān)鍵詞：管殼式換熱器傳熱對比研究與數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 換熱器是化工、煉油、動力、食品、輕工、原子能、制藥、航空及其它許多工業(yè)部門廣泛使用的一種通用工藝設(shè)備。由于能源價格飆升,對換熱器的強(qiáng)化傳熱研究一直備受關(guān)注。管殼式換熱器由于結(jié)構(gòu)可靠、技術(shù)成熟、適用面廣,是目前國內(nèi)外換熱設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)形式。管殼式換熱器多采用單弓形折流板,和圓管管束結(jié)構(gòu),該換熱器制造相對簡單、適應(yīng)性強(qiáng)、處理量大,但殼側(cè)流動阻力大,實(shí)際傳熱效果遠(yuǎn)低于理論值。 為了提高整個換熱器的綜合傳熱性能,本文將低流阻、高傳熱效率的殼程傳熱支撐結(jié)構(gòu)與高效強(qiáng)化傳熱管相結(jié)合,從實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬兩方面對傳熱過程進(jìn)行了研究,研究的主要內(nèi)容如下: ⑴表面強(qiáng)化傳熱通常已被用于工藝過程并改善傳熱設(shè)備的整體性能。本文研究了圓管換熱器、波節(jié)管換熱器和螺旋波紋管換熱器的傳熱性能并做了對比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了在雷諾數(shù)從5000到30000的范圍內(nèi)波節(jié)管對換熱器的對流強(qiáng)化傳熱非常有效。與圓管相比,波節(jié)管管內(nèi)換熱系數(shù)提高了167.8%,螺旋波紋管提高了60.2%。 ⑵在研究換熱器殼程結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,研究發(fā)現(xiàn)折流桿換熱器比折流板換熱器具有更低的壓力損失和更高的傳熱系數(shù)。同時折流桿換熱器還具有好的抗震性能、防結(jié)垢等優(yōu)點(diǎn)。折流柵作支撐元件時殼程壓力降要比采用折流板的換熱器小20%~60%,傳熱系數(shù)反而可提高18%~55%。 ⑶折流桿和折流板的間距對換熱器的總傳熱系數(shù)有重要的影響。通過對比支撐元件間距為14.2cm、19.4cm、24.2cm的換熱器,發(fā)現(xiàn)間距越小對傳熱越有利。 ⑷運(yùn)用VC++編程曲線擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得到不同殼程結(jié)構(gòu)和換熱管的傳熱關(guān)聯(lián)式。 ⑸采用FLUENT軟件,分別利用單元模型和三維實(shí)體模型,對溫度場及速度場進(jìn)行了數(shù)值模擬,通過對模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對比分析,驗(yàn)證了數(shù)值模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確性和可靠性。
【關(guān)鍵詞】：管殼式換熱器 強(qiáng)化傳熱 數(shù)值模擬 FLUENT
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TQ051.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 管殼式強(qiáng)化傳熱換熱器研究進(jìn)展11-17
• 1.1.1 管程強(qiáng)化傳熱的研究11-13
• 1.1.2 殼程強(qiáng)化傳熱研究13-17
• 1.2 強(qiáng)化傳熱性能分析及評價17-18
• 1.3 研究的目的和意義18-19
• 1.4 本文的研究內(nèi)容19-20
• 2 理論分析20-25
• 2.1 實(shí)驗(yàn)基本原理20-22
• 2.2 微分衡算方程22-25
• 3 實(shí)驗(yàn)部分25-29
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料25
• 3.2 儀器儀表和設(shè)備25-26
• 3.3 實(shí)驗(yàn)裝置及工藝流程26-27
• 3.4 實(shí)驗(yàn)方案27-29
• 4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論29-52
• 4.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合分析29-33
• 4.2 換熱器綜合性能對比33-35
• 4.3 管程傳熱數(shù)據(jù)處理35-40
• 4.3.1 誘導(dǎo)振動對管內(nèi)強(qiáng)化傳熱的影響35-37
• 4.3.2 異形管對管內(nèi)強(qiáng)化傳熱的影響37-40
• 4.4 殼程數(shù)據(jù)處理方法40-41
• 4.5 殼程傳熱數(shù)據(jù)處理41-46
• 4.5.1 折流桿間距對殼程傳熱的影響41-43
• 4.5.2 折流桿和折流板對換熱器殼程傳熱的影響43-44
• 4.5.3 換熱管外壁對殼程傳熱的影響44-46
• 4.6 殼程壓降處理方法46-47
• 4.7 殼程壓降數(shù)據(jù)處理47-52
• 4.7.1 折流柵間距對壓降的影響47-49
• 4.7.2 折流柵與折流板的殼程壓降對比49-50
• 4.7.3 換熱管外壁面形狀對壓降的影響50-52
• 5 傳熱過程的數(shù)值模擬52-77
• 5.1 FLUENT 的介紹52-54
• 5.1.1 FLUENT 的應(yīng)用范圍52-53
• 5.1.2 FLUENT 的求解過程53-54
• 5.2 流體流動和傳熱控制方程54-55
• 5.3 湍流模型55-62
• 5.4 數(shù)值模擬62-77
• 5.4.1 單元模型分析62-71
• 5.4.2 三維實(shí)體模型分析71-77
• 6 結(jié)論77-79
• 致謝79-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 附錄Ⅰ攻讀碩士學(xué)位期間擬發(fā)表的的論文84-85
• 附錄Ⅱ重要符號說明85-86
• 附錄Ⅲ水的物性數(shù)據(jù)表86-87
• 附錄Ⅳ傳熱實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄示例87

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 黃錦華;孫桓五;李小珊;陳晉兵;;弓形折流板對消防車取力器換熱裝置換熱影響的研究[J];機(jī)械管理開發(fā);2011年03期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 林歐;基質(zhì)瀝青快速升溫設(shè)備的研究[D];長安大學(xué);2011年

2 胡瓊;管殼式換熱器冷凝傳熱研究與數(shù)值模擬[D];華中科技大學(xué);2011年

3 鮑仲輔;集成化噴補(bǔ)式瀝青路面養(yǎng)護(hù)機(jī)械關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];華南理工大學(xué);2010年

4 張江勇;生物質(zhì)燃料加熱設(shè)備的設(shè)計、分析及試驗(yàn)研究[D];太原理工大學(xué);2012年

5 孫鳳丹;換熱器中單管流動和傳熱的CFD模擬[D];天津大學(xué);2012年

6 焦蘭;三葉孔整圓形支撐板換熱器的實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬研究[D];華中科技大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：管殼式換熱器傳熱對比研究與數(shù)值模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：475871