某板翅式換熱器的性能及場協(xié)同分析(1)

1、分類號密級UDC學(xué)校代碼10497學(xué)位論文題目某板翅式換熱器的性能及場協(xié)同分析英文APlatefinHeatExchangerPerfmance題目FieldSynergyAnalysis研究生姓名殷玉婷姓名錢作勤職稱教授學(xué)位博士單位名稱能源與動力工程學(xué)院郵編430063申請學(xué)位級別碩士學(xué)科專業(yè)名稱輪機(jī)工程論文提交日期2015.4論文答辯日期2015.5學(xué)位授予單位武漢理工大學(xué)學(xué)位授予日期答辯委員會主席評閱人2015年5月指導(dǎo)教師武漢理

2、工大學(xué)碩士學(xué)位論文i摘要摘要工業(yè)社會的發(fā)展，需要能源的支撐。我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，消耗了大量的能源。如今，能源正在枯竭，使用能源造成的環(huán)境污染也在日漸加重。國家號召全社會一起節(jié)能減排。作為工業(yè)社會中，與能源密切相關(guān)的換熱器行業(yè)，更是需要積極研發(fā)新的節(jié)能減排技術(shù)。本文旨在用CFD技術(shù)對板翅式換熱器的翅片，包括平直翅片、鋸齒形翅片和波紋翅片，以及對整個(gè)板翅式換熱器內(nèi)的流動和傳熱進(jìn)行數(shù)值模擬和分析。首先介紹了板翅式換熱器的結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)描述了各種翅片

3、的優(yōu)缺點(diǎn)，然后在計(jì)算流體力學(xué)和場協(xié)同理論的指導(dǎo)下，對這些翅片進(jìn)行了數(shù)值模擬。用場協(xié)同理論的評價(jià)準(zhǔn)則與傳統(tǒng)評價(jià)準(zhǔn)則來評價(jià)各種翅片的性能，驗(yàn)證場協(xié)同理論的正確性。通過分析模擬結(jié)果可知，平直翅片的壓降是最小的，但其換熱性能也是最差的。這種翅片的換熱方式與圓管相似，在翅片的壁面附近形成了穩(wěn)定的速度邊界層和溫度邊界層。波紋翅片的換熱性能是最好的，曲折的流動通道提高了流場與熱流場的協(xié)同程度，使波紋翅片的換熱能力大幅度提升。鋸齒翅片的換熱性能相對與平

4、直翅片有所提高，鋸齒的存在對速度邊界層和溫度邊界層產(chǎn)生了很大影響，邊界層的不斷被破壞使得換熱性能大幅度提高，同時(shí)壓降也有一定幅度地上升。對三種翅片分別做了6組不同速度的模擬，得到換熱性能和流動性能與Re的關(guān)系。綜合換熱性能和流動性能評價(jià)三種翅片，平直翅片的綜合性能是最好的，波紋翅片和鋸齒翅片的綜合性能在Re=520時(shí)是相同的，Re520時(shí)波紋翅片的綜合性能較優(yōu)。在分析了翅片的局部性能之后，利用多孔介質(zhì)模型，對整個(gè)板翅式換熱器進(jìn)行數(shù)值模擬