管殼式換熱器的數(shù)值模擬及優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、在管殼式換熱器中，折流板的間距和缺口高度對于換熱器的性能有著重要的影響。隨著人們節(jié)能意識和節(jié)能要求的不斷提高，作為能量交換設(shè)備的換熱器，其性能的提高就成為了換熱器設(shè)計研究的重要問題，本工作致力于折流板間距和折流板缺口高度的優(yōu)化設(shè)計。 本文采用了數(shù)值模擬的方法對供熱系統(tǒng)中的一個換熱器的流體流動和換熱進行了研究，得了很好的可視化的流動和換熱圖，對分析流動和換熱起到了很好的效果。 為了實現(xiàn)換熱器的優(yōu)化設(shè)計，首先需要選擇一個換熱

2、器的性能評價標準，本文通過對最小熵產(chǎn)法的分析，發(fā)現(xiàn)在所計算的換熱器中，有限溫差換熱和壓力損失所引起的兩種不可逆耗散嚴重失衡，通過對其物理意義的分析，本文對熵產(chǎn)的應(yīng)用范圍提出了自己的觀點。同時，對場協(xié)同原理也做了簡單地分析，給出了其不適用于本文的換熱器評價的原因。然后，結(jié)合前人對JF因子的應(yīng)用，文章說明了其作為評價準則的理由。 本文首先對換熱器的折流板間距進行了分析，得到了當(dāng)折流板的間距改變時，殼側(cè)流動的變化情況，換熱情況和壓力變

3、化情況，重點分析了折流板缺口處和錯流流動段流體壓力損失的變化情況。最后根據(jù)JF因子的大小，得到了當(dāng)折流板間距變化時的最佳的折流板間距。然后，用類似的過程分析了折流板缺口高度對于換熱器性能的影響，并得到了一個最佳的折流板缺口高度。 本文還研究了將折流板間距和缺口高度同時作為設(shè)計參數(shù)的換熱器優(yōu)化設(shè)計問題，得到了折流板間距變化時，最佳折流板的缺口高度變化的情況，并將不同間距下的最佳值擬合成了一條優(yōu)化的曲線。 本文在最后的部分分