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學校代碼10497學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位博士單位名稱能源與動力工程學院郵編430063申請學位級別碩士學科專業(yè)名稱輪機工程論文提交日期2015.4論文答辯日期2015.5學位授予單位武漢理工大學學位授予日期答辯委員會主席評閱人2015年5月指導教師武漢理

2、工大學碩士學位論文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。本文旨在用CFD技術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，以及對整個板翅式換熱器內的流動和傳熱進行數(shù)值模擬和分析。首先介紹了板翅式換熱器的結構，重點描述了各種翅片

3、的優(yōu)缺點，然后在計算流體力學和場協(xié)同理論的指導下，對這些翅片進行了數(shù)值模擬。用場協(xié)同理論的評價準則與傳統(tǒng)評價準則來評價各種翅片的性能，驗證場協(xié)同理論的正確性。通過分析模擬結果可知，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的關系。綜合換熱性能和流動性能評價三種翅片，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時是相同的，Re520時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，利用多孔介質模型，對整個板翅式換熱器進行數(shù)值模擬