KLQ518翅片管式換熱器傳熱與流動特性數(shù)值模擬研究.pdf

1、翅片管式換熱器作為高效的換熱設備，廣泛應用于能源動力、暖通空調、石油化工、車輛船舶等領域中。本文研究的KLQ518型翅片管式換熱器是大型低速船舶渦輪增壓柴油機的中冷器，它通過冷熱流體熱交換來降低柴油機的進氣溫度，實現(xiàn)了提高發(fā)動機功率、改善動力性、減低燃油消耗的目的。本文通過Fluent軟件對翅片管空氣側、換熱器整體以及多種強化換熱型翅片的換熱與流動特性進行數(shù)值模擬研究。本文主要工作如下：
　　針對廠家提供的DS150型翅片初始模型

2、，結合j/f評價因子，分析不同的開縫中心距T、開縫高度H和開縫夾角θ等結構參數(shù)對換熱和流動性能的影響，得出性能最優(yōu)的結構參數(shù)結果。
　　結合多孔介質模型理論，本文對翅片管式換熱器的空氣側和水側整體進行仿真模擬研究，擬合出空氣側壓力降與入口速度之間的關系。
　　強化換熱技術能增大換熱器在單位時間、單位體積內的換熱量，對翅片管式換熱器效率的提高具有十分重要的意義。本文對強化換熱的目的和途徑、強化換熱的機理進行了詳細闡述，介紹了三

3、種典型的強化換熱翅片：波紋型翅片、間斷型翅片（百葉窗型）和帶渦流發(fā)生器型翅片的結構特點，并進行了數(shù)值模擬研究，從換熱和流動的角度將三種強化換熱翅片與普通平直翅片進行對比分析。
　　模擬結果顯示了流體域流線、溫度、壓力和速度分布情況，發(fā)現(xiàn)隨著雷諾數(shù)Re的增大，進出口壓降和換熱量都是在增加的，但j/f因子是在減小的。
　　整體仿真結果表明空氣側基管背部速度發(fā)生分離，出現(xiàn)明顯渦流區(qū)；水側端蓋和回程水蓋處產(chǎn)生一定的二次流，不利于流動