| 【中文题名】 | 板翅式换热器翅片表面性能试验研究与数值模拟 |
| 【英文题名】 | Experimental Study and Numerical Simulation on Surface Performance of Plate-fin Heat Exchanger |
| 【学科专业】 | 安全技术及工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2005-10-13 |
| 【中关键词】 | 板翅式换热器,表面性能,风洞试验,数值模拟,计算流体动力学, |
| 【英关键词】 | Plate-fin heat exchanger,Surface performance,Wind tunnel test,Numerical simulation,Computational fluid dynamics （CFD）, |
| 【分类导航】 | 工业技术>能源与动力工程>热力工程、热机>工业用热工设备>换热设备> |
| 【论文摘要】 | 高效、紧凑式换热器由于在节省能源与材料方面的优越性受到广泛关注。板翅式换热器作为其中的一种,已广泛应用于石油化工、能源动力、冶金、制冷等工业领域。板翅式换热器性能主要取决于翅片表面的传热与流动特性。常见的翅片表面有平直翅片、锯齿翅片、波纹翅片、百叶窗翅片等。然而国内长期采用日本通用翅片性能曲线,使得国产板翅式换热器的热力设计误差很大。因此,通过试验获取国产翅片表面性能曲线;运用数值模拟技术分析翅片表面传热与流动特性,是一项十分重要而有意义的研究工作。本文从试验研究和数值模拟两方面,对板翅式换热器翅片表面性能进行了初步探讨,主要研究工作和结论包括:
(1)为研究板翅式换热器翅片表面性能,本文基于CFD 模拟优化设计了一台吸入式直流传热风洞,并搭建了该传热风洞试验系统,包括空气系统、蒸汽系统和测量系统。
(2)在传热风洞实验台上,对常见的三种不同规格板翅式换热器翅片表面性能进行了冷态、热态试验研究,得到了不同结构参数及操作参数下翅片表面性能曲线,并与国外翅片性能曲线进行了比较。结果表明,国产翅片冲压工艺和板翅式换热器钎焊技术已接近国外水平,翅片摩擦因子与国外相当,传热性能比国外略低。获得的性能曲线,为国... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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ABSTRACT |
5-10 |
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第一章 绪论 |
10-24 |
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1.1 引言 |
10 |
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1.2 板翅式换热器简介 |
10-14 |
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1.2.1 板翅式换热器的基本结构 |
10-11 |
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1.2.2 翅片的型式与作用 |
11-13 |
|
1.2.3 板翅式换热器材料与制造工艺 |
13-14 |
|
1.2.4 新型板翅式换热器的开发现状 |
14 |
|
1.3 板翅式换热器传热与阻力特性的研究背景与现状 |
14-16 |
|
1.3.1 紧凑式换热器试验研究进展 |
14-15 |
|
1.3.2 风洞试验概述 |
15-16 |
|
1.4 CFD 数值模拟技术 |
16-18 |
|
1.5 本文的主要研究内容 |
18-19 |
|
参考文献 |
19-24 |
|
第二章 基于 CFD 的传热风洞实验台优化设计 |
24-42 |
|
2.1 引言 |
24-25 |
|
2.2 风洞设计概述 |
25-27 |
|
2.2.1 风洞的类别 |
25 |
|
2.2.2 风洞实验的理论基础 |
25-27 |
|
2.3 基于CFD 的风洞试验台数值模拟 |
27-30 |
|
2.3.1 粘性流体力学的基本方程 |
28 |
|
2.3.2 数学模型的选取 |
28-30 |
|
2.3.3 数值方法 |
30 |
|
2.3.4 网格划分 |
30 |
|
2.3.5 边界条件 |
30 |
|
2.4 模拟结果与分析 |
30-39 |
|
2.5 小结 |
39-40 |
|
参考文献 |
40-42 |
|
第三章 板翅式换热器翅片表面性能的试验研究 |
42-56 |
|
3.1 引言 |
42-43 |
|
3.2 试验系统 |
43-45 |
|
3.2.1 空气系统 |
43-44 |
|
3.2.2 蒸汽凝结水系统 |
44 |
|
3.2.3 测量系统 |
44-45 |
|
3.2.4 试验元件 |
45 |
|
3.3 测量仪器的选择 |
45-49 |
|
3.4 试验数据处理 |
49-50 |
|
3.4.1 总体传热系数 |
49 |
|
3.4.2 传热因子 |
49-50 |
|
3.4.3 摩擦因子 |
50 |
|
3.5 试验结果与分析 |
50-53 |
|
3.6 误差源分析 |
53 |
|
3.7 小结 |
53-54 |
|
参考文献 |
54-56 |
|
第四章 板翅式换热器翅片表面性能的 CFD 数值模拟 |
56-69 |
|
4.1 引言 |
56-57 |
|
4.2 板翅式换热器翅片表面性能的数值模拟 |
57-67 |
|
4.2.1 控制方程 |
57 |
|
4.2.2 计算模型 |
57-58 |
|
4.2.3 计算结果分析 |
58-67 |
|
4.3 小结 |
67-68 |
|
参考文献 |
68-69 |
|
第五章 工程应用 |
69-78 |
|
5.1 引言 |
69-70 |
|
5.2 肋板式省燃器简介 |
70-73 |
|
5.2.1 肋板式省燃器的结构简介 |
70-72 |
|
5.2.2 肋板式省燃器的热力设计 |
72-73 |
|
5.3 肋板式省燃器应用实验研究 |
73-75 |
|
5.4 经济性评价 |
75-76 |
|
5.5 小结 |
76-77 |
|
参考文献 |
77-78 |
|
第六章 总结与展望 |
78-80 |
|
6.1 本文主要工作总结 |
78-79 |
|
6.2 展望 |
79-80 |
|
附录 |
80-81 |
|
在读期间发表的论文及参加的科研项目 |
81-82 |
|
致谢 |
82 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.130507 |
