本文關(guān)鍵詞：車用熱交換器翅片幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化的數(shù)值研究

  更多相關(guān)文章： 百葉窗翅片 數(shù)值模擬 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 熵 火積

【摘要】：百葉窗式翅片換熱器是一種緊湊式熱交換器,因其獨(dú)特的幾何特征獲得良好的換熱性能,在汽車?yán)鋮s系統(tǒng)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛�？墒�,在獲得良好性能的同時(shí),百葉窗翅片也會(huì)產(chǎn)生很大的壓降損失,而這將增大風(fēng)機(jī)功率。因此,在百葉窗翅片的設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)該綜合考慮其流動(dòng)和換熱兩個(gè)方面的性能。本文采用三維仿真分析從不同的角度對(duì)百葉窗式翅片換熱器進(jìn)行了分析與優(yōu)化,對(duì)其結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)提供了優(yōu)化方向及建議。首先,本文對(duì)百葉窗式翅片的開(kāi)窗角度θ、百葉窗間距L_p、翅片間距F_p、翅片厚度δ、百葉窗轉(zhuǎn)向區(qū)長(zhǎng)度S_2等結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了數(shù)值模擬,研究了其流動(dòng)換熱的影響規(guī)律。結(jié)果表明,除了百葉窗轉(zhuǎn)向區(qū)長(zhǎng)度S_2,其余各結(jié)構(gòu)參數(shù)均對(duì)流動(dòng)換熱性能有明顯影響,各結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響程度從大到小為:百葉窗角度θ、百葉窗間距L_p、翅片間距F_p、翅片厚度δ。其次,針對(duì)翅片間距F_p、翅片角度θ、百葉窗間距L_p、翅片厚度δ等四個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)了正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)以獲得性能最佳的翅片結(jié)構(gòu)。此外,還研究了翅片間距和百葉窗間距比值(F_p/L_p)對(duì)流動(dòng)換熱性能的影響。研究表明:較小的翅片間距、翅片角度和百葉窗間距的可使翅片換熱器的綜合性能更好。最后,通過(guò)熵最小原理和火積耗散極值原理對(duì)不同工況及幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)下的百葉窗翅片換熱器進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明:最優(yōu)結(jié)構(gòu)的選擇與百葉窗翅片換熱器的工作狀態(tài)密切相關(guān)。對(duì)于不同空氣入口溫度,當(dāng)加熱時(shí),采用熵方法適用性更好;冷卻時(shí),火積方法的適用性更好。。
【關(guān)鍵詞】：百葉窗翅片 數(shù)值模擬 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 熵 火積
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U464.138
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-7
• 主要符號(hào)說(shuō)明7-8
• 1 緒論8-18
• 1.1 研究背景及意義8-16
• 1.1.1 平行流式換熱器的發(fā)展及現(xiàn)狀10-12
• 1.1.2 強(qiáng)化換熱技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用12-13
• 1.1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2 本課題研究方法及內(nèi)容16-18
• 2 模型與方法18-30
• 2.1 CFD概述18-19
• 2.2 百葉窗翅片的物理模型19-23
• 2.2.1 百葉窗翅片的幾何模型19-20
• 2.2.2 數(shù)學(xué)模型及邊界條件20-22
• 2.2.3 網(wǎng)格劃分22-23
• 2.3 百葉窗翅片性能參數(shù)的計(jì)算23-25
• 2.4 百葉窗翅片模擬的模型驗(yàn)證25-28
• 2.4.1 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證25-26
• 2.4.2 百葉窗翅片模擬的模型有效性驗(yàn)證26-28
• 2.5 本章小結(jié)28-30
• 3 翅片結(jié)構(gòu)參數(shù)顯著性影響分析30-44
• 3.1 顯著性影響分析方法30
• 3.2 不同結(jié)構(gòu)參數(shù)換熱器的數(shù)值模擬30-40
• 3.2.1 百葉窗開(kāi)窗角度 θ 對(duì)流動(dòng)換熱的影響30-32
• 3.2.2 百葉窗間距L_p對(duì)流動(dòng)換熱的影響32-35
• 3.2.3 翅片間距F_p對(duì)流動(dòng)換熱的影響35-37
• 3.2.4 翅片厚度 δ 對(duì)流動(dòng)換熱的影響37-39
• 3.2.5 百葉窗轉(zhuǎn)向區(qū)長(zhǎng)度S_2對(duì)流動(dòng)換熱的影響39-40
• 3.3 不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)流動(dòng)換熱的顯著性影響分析40-42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 4 翅片結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)44-56
• 4.1 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)44-46
• 4.2 優(yōu)化翅片的流動(dòng)換熱特性46-50
• 4.3 入口風(fēng)速對(duì)翅片最優(yōu)化結(jié)構(gòu)的影響50-51
• 4.4 翅片間距和百葉窗間距比值（F_P/L_P）的影響51-54
• 4.5 本章小結(jié)54-56
• 5 基于熵與火積方法的翅片結(jié)構(gòu)優(yōu)化56-74
• 5.1 熵與火積的基本介紹56-57
• 5.2 百葉窗翅片換熱器換熱過(guò)程的熵與火積57-59
• 5.2.1 百葉窗翅片換熱器的熵產(chǎn)推導(dǎo)58-59
• 5.2.2 百葉窗翅片換熱器的火積耗散推導(dǎo)59
• 5.3 運(yùn)行工況對(duì)熵產(chǎn)率與火積耗散率的影響59-63
• 5.3.1 溫度對(duì)熵產(chǎn)率與火積耗散率的影響59-61
• 5.3.2 速度對(duì)熵產(chǎn)率與火積耗散率的影響61-63
• 5.3.3 翅片結(jié)構(gòu)對(duì)熵產(chǎn)率與火積耗散率的影響63
• 5.4 結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化后對(duì)比分析63-73
• 5.4.1 不同空氣入口溫度下的最佳翅片結(jié)構(gòu)參數(shù)64-66
• 5.4.2 不同壁面溫度下的最佳翅片結(jié)構(gòu)參數(shù)66-69
• 5.4.3 不同風(fēng)速下的最佳翅片結(jié)構(gòu)參數(shù)69-73
• 5.5 本章小結(jié)73-74
• 6 結(jié)論及展望74-76
• 6.1 研究工作總結(jié)74-75
• 6.2 展望75-76
• 致謝76-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 附錄82
• A 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文82
• B 作者在攻讀碩士學(xué)位期間參與科研項(xiàng)目82

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 佟連勛，朱興偉，王海玉;翅片管生產(chǎn)工藝及設(shè)備簡(jiǎn)介[J];鋼管;1995年02期

2 蘇華,王厚華,李惠風(fēng);穿孔翅片管的實(shí)驗(yàn)研究及翅片效率分析[J];制冷;2000年03期

3 歐陽(yáng)新萍,張生,周文鑄,丁一鳴;全自動(dòng)翅片管單管傳熱性能試驗(yàn)系統(tǒng)的研制[J];動(dòng)力工程;2001年01期

4 王必武,楊子謙,施廣森;高效節(jié)能翅片管的加工、應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J];水利電力機(jī)械;2002年01期

5 何法江,曹偉武;高齒段齒形翅片的翅片效率的理論研究[J];上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào);2003年01期

6 張永軍,李言,袁啟龍,朱江新,王世軍;翅片管換熱過(guò)程的數(shù)值模擬[J];機(jī)械強(qiáng)度;2004年04期

7 劉小康;陸龍生;劉亞俊;湯勇;;多尺度外翅片管性能評(píng)價(jià)模型[J];現(xiàn)代制造工程;2006年01期

8 馮毅;李毅欣;;環(huán)形翅片的分析模擬與優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];低溫與超導(dǎo);2010年01期

9 劉紀(jì)福;于洪偉;;環(huán)形翅片效率的簡(jiǎn)化計(jì)算方法[J];節(jié)能技術(shù);2011年03期

10 王成剛;鄭曉敏;王小雨;謝小恒;喻九陽(yáng);;圓弧形組合開(kāi)縫翅片三維數(shù)值模擬[J];化工機(jī)械;2012年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 楊子謙;施廣森;;高效節(jié)能傳熱翅片管的加工、應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[A];江蘇省制冷學(xué)會(huì)第四屆年會(huì)論文集[C];2000年

2 孫西輝;馬小魁;;翅片管換熱器百葉窗翅片角度影響的模擬與分析[A];上海市制冷學(xué)會(huì)2013年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

3 吳俊云;余毅;方亮;顧克東;;叉流風(fēng)冷翅片管冷凝器仿真與實(shí)驗(yàn)研究[A];走中國(guó)創(chuàng)造之路——2011中國(guó)制冷學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

4 譚宏博;厲彥忠;脫瀚斐;田寶聰;周滿;;利用內(nèi)翅片管冰蓄冷裝置回收液化天然氣冷量的實(shí)驗(yàn)研究[A];中國(guó)制冷學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

5 莊大偉;丁國(guó)良;胡海濤;;豎直翅片表面冷凝水滴運(yùn)動(dòng)過(guò)程的數(shù)值模擬[A];上海市制冷學(xué)會(huì)2013年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

6 劉愛(ài)萍;井匯;陸煜;;螺旋翅片管傳熱的數(shù)值研究[A];山東省第五屆制冷空調(diào)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

7 梁祥飛;邢淑敏;莊嶸;鄭波;;扁平銅管翅片管冷凝器性能實(shí)驗(yàn)[A];中國(guó)制冷學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

8 崔帥;吳學(xué)紅;茍秋平;呂彥力;朱興旺;;球突翅片的傳熱與流動(dòng)特性及等效熱阻數(shù)值分析[A];走中國(guó)創(chuàng)造之路——2011中國(guó)制冷學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

9 陳瑩;高飛;高岡大造;徐林哠;李維仲;左建國(guó);;翅片管式換熱器空氣側(cè)性能的數(shù)值模擬[A];中國(guó)制冷學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

10 邢淑敏;梁祥飛;劉中杰;莊嶸;;非對(duì)稱翅片管式換熱器換熱特性的實(shí)驗(yàn)研究[A];第五屆全國(guó)制冷空調(diào)新技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 劉靖　韓靜濤 張琳;整體型鋼質(zhì)高螺旋翅片管軋制研究[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2011年

2 ;鋼鋁冷軋翅片管散熱器[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2003年

3 記者 黃苗榮;熱交換器用銅及銅合金無(wú)縫高翅片管研制成功[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2005年

4 胡必俊 實(shí)習(xí)記者 張言;鋼質(zhì)翅片管對(duì)流散熱器[N];中國(guó)房地產(chǎn)報(bào);2004年

5 岳振廷;外翅片強(qiáng)化傳熱銅管生產(chǎn)線在金龍投建[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2003年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 郭麗華;鋸齒型錯(cuò)列翅片冷卻器的傳熱、阻力及工藝特性的研究[D];上海交通大學(xué);2007年

2 浦暉;翅片管蒸發(fā)器空氣側(cè)長(zhǎng)效傳熱與壓降特性研究[D];上海交通大學(xué);2009年

3 袁啟龍;切削—擠壓復(fù)合成形技術(shù)及其實(shí)驗(yàn)研究[D];西安理工大學(xué);2008年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳鵬飛;圓形開(kāi)孔翅片管式換熱器傳熱特性的數(shù)值模擬[D];昆明理工大學(xué);2015年

2 張聚峰;水箱翅片成型機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];天津工業(yè)大學(xué);2016年

3 劉一夫;冷庫(kù)用翅片蒸發(fā)器流程優(yōu)化的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究[D];天津商業(yè)大學(xué);2016年

4 葛瑋;車用熱交換器翅片幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化的數(shù)值研究[D];重慶大學(xué);2016年

5 朱雨峰;翅片管換熱器管束振動(dòng)的研究[D];天津大學(xué);2007年

6 趙鵬;豎直星形翅片管霜層生長(zhǎng)及傳熱性能的研究[D];上海交通大學(xué);2010年

7 宋國(guó)巖;翅片管自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備的研究與開(kāi)發(fā)[D];哈爾濱理工大學(xué);2007年

8 敬文娟;矩形翅片和開(kāi)縫翅片自然對(duì)流換熱模擬研究[D];鄭州大學(xué);2012年

9 林勐;翅片管與表面潤(rùn)濕性協(xié)同影響下的冷凝現(xiàn)象[D];大連理工大學(xué);2013年

10 張戰(zhàn);空調(diào)用錯(cuò)列翅片換熱器表面?zhèn)鳠崤c流動(dòng)阻力特性的數(shù)值研究[D];江蘇大學(xué);2002年

，

本文編號(hào)：825210