凹凸板式換熱器過(guò)冷沸騰換熱性能優(yōu)化研究.pdf

1、復(fù)合相變換熱器通過(guò)引入過(guò)冷沸騰和冷凝過(guò)程能夠在降低鍋爐排煙溫度的同時(shí)避免低溫腐蝕，本文以復(fù)合相變換熱器在電廠鍋爐煙氣余熱回收中的應(yīng)用為背景，以水為工質(zhì)，對(duì)過(guò)冷沸騰側(cè)的凹凸板式換熱器過(guò)冷沸騰換熱過(guò)程進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化研究，創(chuàng)新提出了雙重循環(huán)優(yōu)化模型，并針對(duì)現(xiàn)有圓形凹凸板式結(jié)構(gòu)在過(guò)冷沸騰換熱中的不足之處，提出了新型的梭形凹凸板式結(jié)構(gòu)。本文的主要內(nèi)容及研究成果如下：
　?。?）通過(guò)分析比較，凹凸板式換熱器以PEC=(Nu/Nu0)/(f/

2、f0)1/3作為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用Mixture模型、RNGk-ε模型，編寫過(guò)冷沸騰換熱的UDF程序，實(shí)現(xiàn)了汽、液兩相間的質(zhì)量及能量傳遞?；谠摲椒ǎ瑢?duì)平板流道的過(guò)冷沸騰換熱過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，結(jié)果表明：含氣率沿流動(dòng)方向逐漸增大，隨進(jìn)口流速的增大逐漸減?。浑S著質(zhì)量流量的增加總換熱量逐漸增大，但單位質(zhì)量流量的換熱量卻逐漸減?。划?dāng)Re較小時(shí)，隨著Re的增加，f急劇減小，Re繼續(xù)增加， f仍然減小，但變化趨于平緩，直至趨于某一恒定值。

3、　?。?）創(chuàng)新提出換熱器優(yōu)化的雙重循環(huán)優(yōu)化模型，以換熱器凹坑流道結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化為內(nèi)循環(huán)，以流體流動(dòng)參數(shù)Re或速度為外循環(huán)，對(duì)圓形凹坑流道過(guò)冷沸騰換熱過(guò)程進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化研究，以綜合考慮在不同Re下?lián)Q熱器的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)。研究結(jié)果表明：凹坑處含氣率明顯高于附近平板處含氣率，說(shuō)明凹凸板片對(duì)相變換熱有著很好的強(qiáng)化作用；對(duì)于同一凹坑，其前側(cè)處對(duì)相變換熱的強(qiáng)化作用要優(yōu)于后側(cè)處；不同流動(dòng)參數(shù)下，圓形凹坑流道的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)為R=7 mm、Hd=2 mm、

4、P=20 mm；最佳圓形凹坑流道與平板流道的對(duì)比結(jié)果表明，在 f增大并不明顯的情況下，最佳圓形凹坑流道的 Nu是平板流道的1.97~2.13倍，因此，最佳圓形凹坑流道具有較高的PEC值，其PEC值范圍為1.86~2.11。
　?。?）針對(duì)已有圓形凹坑流道綜合換熱性能的薄弱之處，提出了一種梭形凹坑流道，數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果表明：梭形凹坑流道的含氣率變化趨勢(shì)與最佳圓形凹坑流道及平板流道一致，但梭形凹坑流道的含氣率要高于最佳圓形凹坑流道和平