梅花形縱向折流板換熱器流動(dòng)和換熱特性數(shù)值模擬分析.pdf

1、本文針對(duì)弓形折流板換熱器存在的流動(dòng)和傳熱死區(qū)面積大、殼程壓損高等問題，設(shè)計(jì)了一種縱流式換熱器—梅花形縱向折流板換熱器，利用CFX對(duì)弓形折流板換熱器和梅花形縱向折流板換熱器殼程的流動(dòng)和換熱過程進(jìn)行模擬計(jì)算。在對(duì)比模擬的基礎(chǔ)上對(duì)不同殼程結(jié)構(gòu)參數(shù)下梅花形縱向折流板換熱器的性能進(jìn)行數(shù)值分析，并初步研究了換熱器殼程的冷凝換熱特性。
　　(1)模擬分析兩種換熱器殼程流場(chǎng)以及溫度場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，弓形折流板換熱器殼程內(nèi)流體呈“Z”字形流動(dòng)，流體橫向沖刷管

2、束，折流板背流面存在大面積流動(dòng)和傳熱死區(qū)，而梅花形縱向折流板換熱器殼程流體呈縱向流動(dòng)，沒有明顯的流動(dòng)停滯區(qū)域。在研究的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，梅花形縱向折流板換熱器殼程壓降比弓形折流板換熱器平均低約25.89％，且兩種換熱器換熱性能十分接近。梅花形縱向折流板換熱器的綜合性能系數(shù)h/p比弓形折流板換熱器平均高出約9.36%。
　　(2)通過比較不同支撐板間距下的梅花形縱向折流板換熱器殼程流動(dòng)和換熱特性可得：支撐板間距小的換熱器換熱性能更高但同

3、時(shí)殼程壓力損失也更大，板間距越大換熱器綜合性能越高。
　　(3)分別模擬了ψ=0.13、ψ=0.173和ψ=0.215三種不同開孔率下梅花形縱向折流板換熱器的流動(dòng)和換熱過程。計(jì)算結(jié)果表明：殼程流速越高，換熱器殼程壓降和換熱系數(shù)也越大，綜合壓降和換熱性能發(fā)現(xiàn)開孔率高的換熱器有更好的綜合性能。
　　(4)對(duì)開孔率一定但通孔數(shù)量不同的換熱器進(jìn)行模擬計(jì)算，由模擬結(jié)果可知：換熱器殼程壓降、換熱管表面的平均對(duì)流換熱系數(shù)以及綜合性能系數(shù)都