具有螺旋形插件換熱管的流場與溫度場分析.pdf

1、換熱器是熱力過程中的關(guān)鍵設(shè)備,廣泛應(yīng)用于能源、動力、化工、冶金、機(jī)械、交通、航空與航天等領(lǐng)域。換熱器不僅是為了滿足工藝的特定需要,而且也是回收能量、節(jié)約能量的有效裝置,在回收利用余、廢熱能方面發(fā)揮著重大作用。70年代的世界能源危機(jī),有力地促進(jìn)了強(qiáng)化傳熱技術(shù)的發(fā)展。為了節(jié)約能源降低消耗,提高工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益,要求開發(fā)適用于不同工業(yè)過程的高性能換熱設(shè)備。具有螺旋形插件換熱器正是適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要,在傳統(tǒng)管殼式換熱器的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的一種新

2、型高效節(jié)能的換熱器。本文主要采用數(shù)值模擬和數(shù)學(xué)分析的方法對具有螺旋形插件換熱器進(jìn)行系統(tǒng)的研究,主要的研究工作如下:(1)本文將對流傳熱的場協(xié)同理論應(yīng)用于具有螺旋形插件的換熱器的管內(nèi)傳熱與流阻特性研究,并將換熱性能和無螺旋形插件換熱管的換熱性能相比較,得到改進(jìn)后的傳熱特性結(jié)果。具有螺旋形插件換熱器管內(nèi)氣體產(chǎn)生以旋轉(zhuǎn)為主要特征的復(fù)雜螺旋流動和渦流相混合的氣體流動?？諝庠诹鲃舆^程中獲得較強(qiáng)的旋轉(zhuǎn)擾動,流動速度有所減慢,從而較大程度地改善了傳熱

3、系數(shù),空氣傳熱得到強(qiáng)化。
　　 (2)利用數(shù)值模擬的方法,研究了流體流動狀態(tài)、物性參數(shù)和螺旋形插件對換熱管內(nèi)傳熱與流阻特性的影響,表明具有螺旋形插件的換熱管這種強(qiáng)化傳熱元件的強(qiáng)化傳熱效果和特點(diǎn)。與無螺旋形插件的換熱器性能比較,換熱器綜合性能得到極大的改善。
　　 (3)利用多種螺距螺旋形插件換熱管模型進(jìn)行模擬分析,并和無螺旋形插件換熱器相比較,得到螺旋形插件螺距的幾何尺寸對流體流動狀態(tài)、管內(nèi)傳熱與流阻特性的影響情況,得出