具有螺旋形插件換熱管的流場與溫度場分析.pdf

1、換熱器是熱力過程中的關(guān)鍵設(shè)備,廣泛應(yīng)用于能源、動力、化工、冶金、機械、交通、航空與航天等領(lǐng)域。換熱器不僅是為了滿足工藝的特定需要,而且也是回收能量、節(jié)約能量的有效裝置,在回收利用余、廢熱能方面發(fā)揮著重大作用。70年代的世界能源危機,有力地促進了強化傳熱技術(shù)的發(fā)展。為了節(jié)約能源降低消耗,提高工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟效益,要求開發(fā)適用于不同工業(yè)過程的高性能換熱設(shè)備。具有螺旋形插件換熱器正是適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要,在傳統(tǒng)管殼式換熱器的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的一種新

2、型高效節(jié)能的換熱器。本文主要采用數(shù)值模擬和數(shù)學(xué)分析的方法對具有螺旋形插件換熱器進行系統(tǒng)的研究,主要的研究工作如下:(1)本文將對流傳熱的場協(xié)同理論應(yīng)用于具有螺旋形插件的換熱器的管內(nèi)傳熱與流阻特性研究,并將換熱性能和無螺旋形插件換熱管的換熱性能相比較,得到改進后的傳熱特性結(jié)果。具有螺旋形插件換熱器管內(nèi)氣體產(chǎn)生以旋轉(zhuǎn)為主要特征的復(fù)雜螺旋流動和渦流相混合的氣體流動。空氣在流動過程中獲得較強的旋轉(zhuǎn)擾動,流動速度有所減慢,從而較大程度地改善了傳熱

3、系數(shù),空氣傳熱得到強化。
　　 (2)利用數(shù)值模擬的方法,研究了流體流動狀態(tài)、物性參數(shù)和螺旋形插件對換熱管內(nèi)傳熱與流阻特性的影響,表明具有螺旋形插件的換熱管這種強化傳熱元件的強化傳熱效果和特點。與無螺旋形插件的換熱器性能比較,換熱器綜合性能得到極大的改善。
　　 (3)利用多種螺距螺旋形插件換熱管模型進行模擬分析,并和無螺旋形插件換熱器相比較,得到螺旋形插件螺距的幾何尺寸對流體流動狀態(tài)、管內(nèi)傳熱與流阻特性的影響情況,得出