板式換熱器板片換熱和阻力性能的數(shù)值模擬.pdf

1、板式換熱器是一種高效、緊湊的換熱元件，目前廣泛應(yīng)用在石油和化工等工程領(lǐng)域。全焊接板式換熱器相對(duì)于可拆卸板式換熱器提高了使用溫度和壓力，具有更大的適用范圍。全焊接板式換熱器的板形設(shè)計(jì)和優(yōu)化對(duì)于改善換熱器的換熱和阻力特性和提高換熱器的整體性能具有十分重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文采用數(shù)值模擬的方法對(duì)三角形凸臺(tái)板式換熱器的換熱和阻力特性進(jìn)行了研究，基于Fluent軟件，建立了三角形凸臺(tái)板式換熱器的換熱和阻力數(shù)值分析模型，詳細(xì)分析了

2、板形幾何參數(shù)對(duì)換熱介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)、換熱和阻力性能的影響規(guī)律，將其與其它兩種凹凸包板形的流動(dòng)狀態(tài)、換熱和阻力性能進(jìn)行了對(duì)比分析，提出了一種對(duì)大尺寸板片簡(jiǎn)化模擬的模型建立方法，可對(duì)大尺寸板片進(jìn)行流動(dòng)、換熱和阻力性能的分析。
　　建立了不同凸臺(tái)傾角、凸臺(tái)間距和凸臺(tái)截面內(nèi)角的多組三角形凸臺(tái)板片流道模型，在設(shè)定合理邊界條件的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了換熱過(guò)程的數(shù)值模擬，獲得了不同雷諾數(shù)條件下各種流道內(nèi)的努賽爾數(shù)、換熱因子、摩擦因子等，總結(jié)給出了板形幾何

3、參數(shù)對(duì)三角形凸臺(tái)板片的換熱和阻力性能的影響規(guī)律。對(duì)板形參數(shù)和努賽爾數(shù)進(jìn)行了擬合，建立了包括凸臺(tái)傾角、凸臺(tái)間距和凸臺(tái)截面內(nèi)角等參數(shù)在內(nèi)的三角形凸臺(tái)板式換熱器的換熱準(zhǔn)則關(guān)系式（9000＜Re＜60000）。
　　基于波紋板的研究結(jié)果，對(duì)三角形凸臺(tái)板片的凸臺(tái)分布進(jìn)行了兩種改進(jìn)，與兩種凹凸包板片總共四種板式換熱器，對(duì)這四種板式換熱器中存在的七種板間流道的換熱和流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，對(duì)比了七種流道中流動(dòng)形式、換熱因子和摩擦因子大小，深刻分析和

4、總結(jié)了凹凸包板片和凸臺(tái)板片對(duì)流體擾動(dòng)和換熱阻力特性的不同影響規(guī)律。選取換熱性能較優(yōu)的板片，對(duì)其沖壓成形性能進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，通過(guò)調(diào)整凸臺(tái)端部面夾角和壓邊力獲得了沖壓成形性能較優(yōu)的板片。
　　針對(duì)大尺寸板片換熱和阻力特性模擬中單元數(shù)量過(guò)多和分析數(shù)據(jù)量大的問(wèn)題，根據(jù)板間流動(dòng)形式及數(shù)值模擬原理，通過(guò)適當(dāng)縮減板片尺寸，建立了滿(mǎn)足硬件計(jì)算能力和模擬精度要求的有凹凸包特征的大尺寸板片流道的網(wǎng)格模型和數(shù)值模擬模型，分析了板間凹凸包形狀對(duì)介質(zhì)流