隨著社會的發(fā)展,能源問題日漸突出,傳統(tǒng)的化石能源日漸枯竭,節(jié)能減排和新型能源開發(fā)一直是能源領(lǐng)域的熱點(diǎn)。換熱器作為能源領(lǐng)域余熱回收、熱能傳遞的重要設(shè)備,其效能將直接影響能源的利用率。換熱器的可靠性影響著整個(gè)生產(chǎn)流程,流體誘導(dǎo)振動是導(dǎo)致管殼式換熱器失效的主要原因之一,長久以來相關(guān)工作者們提出了多種抗振措施,筆者在前人研究的基礎(chǔ)上提出了一種扇葉型折流板換熱器來預(yù)防流體誘導(dǎo)振動,并比較了扇葉型折流板換熱器和螺旋折流板換熱器性能。研究了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對該換熱器性能的影響,最后利用“縫接法”對扇葉型折流板換熱器內(nèi)換熱管動態(tài)特性進(jìn)行了分析。本文主要研究內(nèi)容及成果如下:（1）為了更好地抑制流體誘導(dǎo)振動,根據(jù)前人研究成果提出了一種扇葉型折流板換熱器,并利用CFD軟件FLUENT對比研究了扇葉型折流板換熱器和螺旋折流板殼程傳熱性能,結(jié)果顯示:雷諾數(shù)在2500⁷500時(shí),扇葉型折流板換熱器殼程傳熱系數(shù)比螺旋折流板換熱器提高了3.19%⁴8.48%;螺旋折流板換熱器殼程壓降比扇葉型折流板換熱器降低了45.19%⁴7.06%;當(dāng)雷諾數(shù)大于6500時(shí)... 

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 流體誘導(dǎo)振動機(jī)理及危害
        1.2.1 流體彈性激勵(lì)
        1.2.2 旋渦脫離
        1.2.3 紊流抖振
        1.2.4 聲共振
        1.2.5 其他因素
        1.2.6 流體誘導(dǎo)振動的破壞方式及危害
    1.3 流體誘導(dǎo)振動預(yù)防及應(yīng)用
        1.3.1 防振設(shè)計(jì)指南
        1.3.2 防振判據(jù)
        1.3.3 防振措施
        1.3.4 振動應(yīng)用研究現(xiàn)狀
    1.4 管殼式換熱器性能研究現(xiàn)狀
    1.5 管殼式換熱器換熱管動特性研究現(xiàn)狀
    1.6 問題的提出和文章內(nèi)容簡述
        1.6.1 問題的提出
        1.6.2 文章內(nèi)容簡述
2 數(shù)值模擬基本理論及方法
    2.1 引言
    2.2 流體流動及傳熱控制方程
        2.2.1 質(zhì)量守恒方程(連續(xù)性方程)
        2.2.2 動量守恒方程
        2.2.3 能量守恒方程
    2.3 數(shù)值模擬基本理論及方法
        2.3.1 直接數(shù)值模擬
        2.3.2 大渦模擬
        2.3.3 雷諾時(shí)均數(shù)值模擬
        2.3.4 數(shù)據(jù)處理方法
        2.3.5 換熱器性能指標(biāo)
        2.3.6 大型商用CFD軟件FLUENT簡介
    2.4 網(wǎng)格獨(dú)立性及模擬準(zhǔn)確性驗(yàn)證
        2.4.1 網(wǎng)格獨(dú)立性驗(yàn)證
        2.4.2 模擬方法準(zhǔn)確性驗(yàn)證
    2.5 本章小結(jié)
3 扇葉型折流板換熱器與螺旋折流板換熱器性能比較
    3.1 引言
    3.2 整體模型的建立
    3.3 邊界條件設(shè)置
    3.4 不同管束支撐結(jié)構(gòu)下?lián)Q熱器性能研究
    3.5 不同管束支撐結(jié)構(gòu)換熱器殼程流場分析
    3.6 不同管束支撐下?lián)Q熱器傳熱機(jī)理比較
    3.7 本章小結(jié)
4 不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對扇葉型折流板換熱器性能影響
    4.1 換熱器殼程流體周期性特征
    4.2 折流板安裝角對扇葉型折流板換熱器性能的影響
        4.2.1 周期性模型的建立
        4.2.2 邊界條件及求解設(shè)置
        4.2.3 流場分析
        4.2.4 殼程傳熱性能分析
        4.2.5 殼程綜合性能分析
        4.2.6 傳熱及阻力無量綱關(guān)聯(lián)式擬合
        4.2.7 小結(jié)
    4.3 布管方式對扇葉型折流板換熱器性能影響
        4.3.1 布管改變前后換熱器性能比較
        4.3.2 流場及溫度場分析
        4.3.3 傳熱及阻力無量綱關(guān)聯(lián)式擬合
        4.3.4 小結(jié)
    4.4 折流板設(shè)置對扇葉型折流板換熱器性能的影響
        4.4.1 不同折流板設(shè)置下?lián)Q熱器性能比較
        4.4.2 流場分析
        4.4.3 傳熱及阻力無量綱關(guān)聯(lián)式擬合
        4.4.4 小結(jié)
    4.5 折流板間距對扇葉型折流板換熱器性能的影響
        4.5.1 不同折流板間距的扇葉型折流板換熱器性能比較
        4.5.2 流場分析
        4.5.3 傳熱及阻力無量綱關(guān)聯(lián)式擬合
        4.5.4 小結(jié)
    4.6 本章小結(jié)
5 扇葉型折流板換熱器換熱管動特性分析
    5.1 扇葉型折流板換熱器換熱管基頻計(jì)算方法研究
        5.1.1 計(jì)算模型簡化及有限元離散化
        5.1.2 譜分析法準(zhǔn)確性驗(yàn)證
        5.1.3 縫接法準(zhǔn)確性驗(yàn)證
    5.2 扇葉型折流板換熱器換熱管動特性分析
        5.2.1 不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對扇葉型折流板換熱器換熱管基頻影響
        5.2.2 扇葉型折流板換熱器抑振設(shè)計(jì)建議
    5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論及展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
    個(gè)人簡歷
    在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[3]螺旋折流板管殼式換熱器殼程流動與傳熱機(jī)理分析與性能研究[D]. 汲水.山東大學(xué) 2011
[4]振動強(qiáng)化傳熱機(jī)理分析及新型振動傳熱元件實(shí)驗(yàn)研究[D]. 姜波.山東大學(xué) 2010
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碩士論文
[1]換熱器傳熱管流致振動碰磨分析與試驗(yàn)研究[D]. 邵海磊.鄭州大學(xué) 2016
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[3]脈沖流體誘導(dǎo)振動的熱流固耦合強(qiáng)化傳熱機(jī)理研究[D]. 黃鵬.南昌大學(xué) 2015
[4]換熱器管束流體彈性不穩(wěn)定性的隨機(jī)特性研究[D]. 張琦.哈爾濱工程大學(xué) 2014
[5]弓形折流板換熱器殼程流體流動與傳熱的數(shù)值模擬[D]. 喬智晶.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[6]管殼式冷凝器振動與噪聲特性研究[D]. 黃政.哈爾濱工程大學(xué) 2008



本文編號：3189478