板式換熱器空氣側(cè)強化傳熱的數(shù)值模擬和設計研究.pdf

1、經(jīng)濟的不斷發(fā)展導致能源緊缺問題以及由能源消耗帶來的環(huán)境問題日益嚴峻，所以節(jié)能減排受到越來越多的重視。同時，高效、節(jié)能的產(chǎn)品備受矚目，而強化傳熱技術作為研究緊湊、高效的換熱設備的重要技術手段，具有重要的研究意義。通過強化傳熱的深入探討，進一步增強不同介質(zhì)換熱時的換熱器的換熱性能，開發(fā)并設計新型緊湊的換熱設備對能源的高效應用具有及其重要的作用。本文主要對板式換熱器進行數(shù)值研究，傳熱介質(zhì)為水和空氣，所以著重研究了空氣的強化傳熱問題。
　

2、　首先，了解板式換熱器的結構特點以及工作原理，同時對目前的空氣和煙氣的板式換熱及水和水的板式換熱的特點進行學習。然后，對板式空氣水換熱器的空氣流程進行優(yōu)化，即空氣不再從鉸孔進入而是從換熱器側(cè)面直接進入換熱流道，參與熱交換。然后對常規(guī)的等截面波紋板建立空氣側(cè)的流道模型，并在不同空氣入口速度下進行數(shù)值計算，得得空氣流速對流動換熱和阻力特性的影響。查閱文獻了解常見空氣和水換熱器，如光管式和翅片管的實驗結果，然后將本節(jié)的數(shù)值模擬結果與之對比，研

3、究結果說明了本文研究的板式換熱器用于水和空氣的熱交換可行有效。為了驗證數(shù)值計算結果的正確和準確性，查閱類似研究文獻中的實驗結果，對比結果顯示，模擬結果準確。
　　其次，為了強化空氣側(cè)傳熱，采用不等截面波紋板片，并根據(jù)不同的波紋傾角β、波紋高度h、波紋間距λ建立空氣側(cè)流道物理模型分別進行數(shù)值模擬。對空氣在流道內(nèi)的溫度場、壓力場以及速度場進行了詳細介紹和分析。然后，分別分析波紋板片的各個結構參數(shù)對空氣阻力和換熱性能的影響規(guī)律，得到在β

4、、h以及λ下空氣側(cè)的f和Nu隨Re的變化規(guī)律曲線。并擬合出不同結構參數(shù)的換熱板片模型空氣側(cè)的準則關系式，為后期空氣和水板式換熱器的優(yōu)化設計提供理論基礎。通過綜合分析比較，得出了波紋傾角β=60°，波紋高度h=3.6mm。波紋間距λ=20mm的波紋板片的綜合性能最好。
　　最后，對板式換熱器的水側(cè)和空氣側(cè)流道同時建立物理模型，并進行數(shù)值模擬，得出水側(cè)流道的準則關系式。然后，針對本文研究的空氣水板式換熱器，詳細介紹了換熱器的流程組合和