螺旋折流板換熱器殼程流動與傳熱性能的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、我國是世界第二位的能源生產(chǎn)與消費(fèi)大國，能源總儲量較高，但常規(guī)能源人均占有量遠(yuǎn)低于世界平均水平。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源需求正面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。而換熱器是輕工業(yè)、電力、石油化工等部門廣泛使用的一種設(shè)備，改進(jìn)換熱器結(jié)構(gòu)，提高換熱器的綜合換熱性能，可有效調(diào)高能源利用效率、降低能耗和污染物排放。螺旋折流板換熱器正是一種高效節(jié)能的新型換熱器。
　　本文采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法研究了不同殼程結(jié)構(gòu)對螺旋折流板換熱器流動傳、熱與阻力性

2、能的影響，探索合適的殼程結(jié)構(gòu)優(yōu)化方式。主要工作如下所示:
　　1、對螺旋折流板換熱器進(jìn)行合理簡化，應(yīng)用Pro/E軟件建立其三維物理模型，應(yīng)用ICEM網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)劃分非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，并進(jìn)行網(wǎng)格獨(dú)立性驗(yàn)證，確定合理的網(wǎng)格數(shù)目和網(wǎng)格質(zhì)量。生產(chǎn)的網(wǎng)格導(dǎo)入AnsysCFX前處理中，定義湍流模型為RNGk-ε模型，給定邊界條件，設(shè)置合理的求解器參數(shù)。最后應(yīng)用AnsysCFX軟件進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果其殼側(cè)性能。
　　2、建立防短

3、路螺旋折流板換熱器的物理模型，其扇形板片直角邊加寬了一定的寬度。對比研究了10°、20°和30°螺旋角下防短路螺旋折流板換熱器和常規(guī)螺旋折流板換熱器的殼程流動、傳熱與阻力性能，驗(yàn)證防短路螺旋折流板是否能夠降低殼程三角區(qū)漏流及提高殼側(cè)綜合換熱性能，得出防短路板片的使用條件。
　　3、為了研究螺旋折流板的板片樣式對換熱器殼程性能的影響，建立了10°、25°和40°螺旋角的1/3、1/4和1/6螺旋折流板換熱器的物理模型，對其進(jìn)行數(shù)值模