蜂窩板換熱器內(nèi)部流動(dòng)與傳熱特性研究.pdf

1、換熱器作為熱量交換必不可少的設(shè)備，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程以及人們的日常生活中起著非常重要的作用。提高換熱器的換熱效率、研發(fā)新型高效的換熱設(shè)備對(duì)能源利用率的提升有著極其重要的意義。蜂窩板換熱器作為一種新型高效的板式換熱器，兼有管殼式和普通板式換熱器的優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)外眾多領(lǐng)域已得到了廣泛的應(yīng)用。針對(duì)目前國(guó)內(nèi)對(duì)蜂窩板換熱器的研究較少，進(jìn)口成本高昂的現(xiàn)狀，本文以數(shù)值模擬的方法對(duì)蜂窩板換熱器內(nèi)部的流動(dòng)傳熱特性進(jìn)行研究，對(duì)降低國(guó)內(nèi)蜂窩板的生產(chǎn)成本、擴(kuò)大其應(yīng)用范

2、圍以及節(jié)約我國(guó)的能源有重大的意義。
　　 目前，蜂窩板換熱器比較常用的有兩種類型，分別是單面鼓泡式蜂窩板和雙面鼓泡式蜂窩板(這里統(tǒng)稱為蜂窩板)。本文通過(guò)建立蜂窩板換熱器內(nèi)部流動(dòng)傳熱的物理數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用數(shù)值模擬的方法，探討了蜂窩板焊點(diǎn)直徑、蜂窩大小、板間距、焊點(diǎn)間距以及雷諾數(shù)對(duì)傳熱性能、阻力性能以及蜂窩板綜合換熱性能的影響，并從場(chǎng)協(xié)同的角度分析了蜂窩板強(qiáng)化換熱的機(jī)理。得到的主要結(jié)論如下：
　　 1.較平行平板通道而言，蜂窩

3、板能夠增強(qiáng)板內(nèi)流體的擾動(dòng)程度，在強(qiáng)化傳熱的同時(shí)，阻力增大并不明顯，綜合換熱性能較好；研究發(fā)現(xiàn)，單面鼓泡式蜂窩板和雙面鼓泡式蜂窩板內(nèi)部流動(dòng)傳熱的規(guī)律具有一致性，蜂窩板強(qiáng)化換熱的原因是其內(nèi)部溫度場(chǎng)與速度場(chǎng)之間的夾角較小，協(xié)同性較好。
　　 2.流體在焊點(diǎn)周圍的換熱系數(shù)較高，并且焊點(diǎn)前部的換熱系數(shù)要明顯大于焊點(diǎn)后部的換熱系數(shù)；當(dāng)焊點(diǎn)增大時(shí)，擾動(dòng)增強(qiáng)，強(qiáng)化換熱的同時(shí)帶來(lái)了更大的流動(dòng)阻力，使得綜合換熱性能下降。
　　 3.增大蜂窩

4、半徑能夠增大流體換熱的面積，此時(shí)壁面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和流動(dòng)阻力都有所增加，但換熱系數(shù)增大的幅度更大，綜合換熱性隨著蜂窩半徑的增大而增大。
　　 4.在低雷諾數(shù)區(qū)域，增大板間距能夠獲得更好的綜合傳熱性能；在高雷諾數(shù)區(qū)域，采用較小的板間距則能夠獲得更好的綜合傳熱性能。
　　 5.當(dāng)焊點(diǎn)間距增大時(shí)，流體阻力和換熱系數(shù)同時(shí)減小，綜合換熱能力隨著焊點(diǎn)間距的增大而增大。
　　 6.在相同的幾何尺寸下，當(dāng)Re>3800時(shí)，雙面鼓泡型蜂