板式換熱器板片傳熱與阻力性能及沖壓成形工藝研究.pdf

1、板式換熱器是一種由一系列波紋板片疊加而成的新型高效換熱器，目前廣泛應用于石油、能源等領域。板片是板式換熱器的“靈魂”，其結構與波紋形狀直接決定換熱器的傳熱、阻力及承壓性能的優(yōu)劣。另外，板片的沖壓成形質(zhì)量對其組裝效果與各方面性能均有重要的影響作用。因此，對板式換熱器的板片形狀和成形工藝進行設計與優(yōu)化具有重要的理論研究意義與實際應用價值。
　　本文以三角形凸臺板式換熱器的板片作為研究對象，建立了板片換熱過程的數(shù)值模擬模型，詳細分析了板

2、片形狀參數(shù)對介質(zhì)流動形態(tài)、板片傳熱與阻力性能的影響規(guī)律，對帶凹坑與不帶凹坑的三角形凸臺板片的傳熱、阻力及承壓性能進行了對比研究，并探討了帶凹坑板片的沖壓成形質(zhì)量隨壓邊力等工藝與模具參數(shù)的變化規(guī)律。采用CFD軟件Fluent建立了凸臺高度或凸臺頂部圓角半徑不同的多組三角形凸臺板片流道的區(qū)域模型，獲得了各組模擬中流體的速度場、溫度場及壓力場，分析了不同雷諾數(shù)條件下各種流場內(nèi)的努賽爾數(shù)、換熱因子、面積質(zhì)量因子等傳熱學參數(shù)的變化規(guī)律，揭示了凸臺

3、高度與凸臺頂部圓角半徑對板片傳熱及阻力性能的影響規(guī)律。通過擬合數(shù)值模擬結果數(shù)據(jù)，獲得了包含以上兩個板形參數(shù)在內(nèi)的三角形凸臺板式換熱器的換熱準則關系式?；诓粠О伎拥娜切瓮古_板片，在每列三角形凸臺上添加固定間距的凹坑，得到了一種新式板片，并運用數(shù)值模擬方法對兩種板片板間流道內(nèi)的換熱過程進行了研究，獲得了兩種流道內(nèi)的介質(zhì)流動形態(tài)以及努賽爾數(shù)等傳熱學參數(shù)隨雷諾數(shù)的變化規(guī)律，對兩種三角形凸臺板片的傳熱及阻力性能進行了對比分析。采用ANSYS

4、Workbench軟件對兩種板片的區(qū)域模型進行應力應變分析，揭示了添加凹坑對板片應力應變分布的影響，并對比研究了兩種三角形凸臺板片的承壓性能。采用CAE軟件AUTOFORM對帶凹坑的三角形凸臺板片進行了沖壓成形過程數(shù)值模擬與回彈分析，揭示了板片成形后減薄與翹曲回彈現(xiàn)象的分布情況，基于正交試驗設計方法分析了壓邊力、模具間隙、沖壓速度及摩擦因數(shù)四個工藝與模具參數(shù)對板片減薄率和翹曲變形量的影響作用大小和影響規(guī)律，并提出了降低板片減薄與翹曲變形