| 【中文题名】 | 高效传热低流阻换热器的开发研究 |
| 【英文题名】 | Development and Research of High Efficiency Heat Exchanger with Lower Flow Resistance |
| 【学科专业】 | 热能工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-8-24 |
| 【中关键词】 | 螺旋肋片,自支撑,换热器,螺旋流动,强化传热,流阻 |
| 【英关键词】 | helical rib,self-support,heat exchanger,spiral flow,enhanced heat transfer,flow resistance, |
| 【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】 |
提高换热器的换热效率和减小压降是换热器研究的主要目的，而换热器内部流体的流动状态是影响换热器综合性能的重要因素，因此，只有了解流体流动的规律才能找到提高换热效率和减小压降的方法。本文以螺旋流动为研究对象，分析了传热系数和压降的影响因素，并运用到新型换热管和换热器的开发研究，通过实验测试了新型换热器的性能，结果表明，新型换热器的综合性能明显优于折流杆换热器。
本文的主要研究内容及取得的主要成果如下：
(1)以管内螺旋流动为研究对象，以换热管内置扭带为模型，分别用解析和数值模拟的方法分析了管内螺旋流动，讨论了扭比和雷诺数对流体流动和传热的影响，得出螺旋流动强化传热的机理主要是：扭带使管内流体作螺旋流动，提高了流速，随之次流也增强，减薄了流动边界层和传热边界层，从而强化了管内的对流换热。螺旋流道的截面积沿轴向没有变化，流体没有产生涡和回流，流体流动连续通畅、稳定。提高雷诺数、减小扭比都可提高流体的流速，使传热系数增大，从而强化了管内的对流传热。
(2)以管外螺旋流动为研究对象，以螺旋扭片套管换热器为模型，用同样的方法分析了管外螺旋流动，讨论了螺旋角和雷诺数对管外螺旋流动和传热的影响... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-6 |
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Abstract |
6-10 |
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符号表 |
10-11 |
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第一章 绪论 |
11-26 |
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1.1 课题的背景和意义 |
11 |
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1.2 换热器研究的概况和进展 |
11-19 |
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1.2.1 新型高效换热管 |
11-13 |
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1.2.2 管内插入物 |
13-15 |
|
1.2.3 壳程支撑结构 |
15-19 |
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1.3 换热器研究方法进展 |
19-25 |
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1.3.1 强化传热途径分析 |
19-21 |
|
1.3.2 换热器实验研究进展 |
21-22 |
|
1.3.3 换热器数值模拟研究进展 |
22-23 |
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1.3.4 换热器强化传热的场协同原理 |
23-25 |
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1.4 本文研究的主要内容与技术路线 |
25-26 |
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第二章 管内流体螺旋流动强化传热机理分析 |
26-42 |
|
2.1 引言 |
26 |
|
2.2 换热管内置扭带的几何模型 |
26 |
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2.3 管内流体螺旋流动和强化传热理论分析 |
26-32 |
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2.4 管内流体螺旋流动强化传热数值分析 |
32-40 |
|
2.4.1 数值模型和模拟方法 |
32-33 |
|
2.4.2 流场、压力场、温度场分析 |
33-36 |
|
2.4.3 雷诺数对流动和传热的影响 |
36-38 |
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2.4.4 扭比对流动和传热的影响 |
38-40 |
|
2.5 本章小结 |
40-42 |
|
第三章 管外流体螺旋流动分析及新型换热管开发 |
42-53 |
|
3.1 引言 |
42 |
|
3.2 管外流体螺旋流动和传热机理分析 |
42-48 |
|
3.2.1 内置螺旋扭片套管换热器的几何模型 |
42 |
|
3.2.2 管外流体螺旋流动和强化传热理论分析 |
42-43 |
|
3.2.3 内置扭片套管换热器模型的模拟方法 |
43-44 |
|
3.2.4 流场、压力场、温度场分析 |
44-46 |
|
3.2.5 雷诺数和螺旋角对流体流动和传热的影响 |
46-48 |
|
3.3 螺旋肋片换热管的开发和加工方法 |
48-52 |
|
3.3.1 螺旋肋片换热管的开发 |
48-49 |
|
3.3.2 螺旋肋片换热管加工方法 |
49-52 |
|
3.4 本章小结 |
52-53 |
|
第四章 螺旋肋片自支撑换热器的开发及其性能数值分析 |
53-63 |
|
4.1 引言 |
53 |
|
4.2 螺旋肋片自支撑管壳式换热器的结构开发 |
53-55 |
|
4.3 螺旋肋片换热器壳程性能数值分析 |
55-62 |
|
4.3.1 管束几何模型与模拟方法 |
55-56 |
|
4.3.2 同向肋片管束模拟结果 |
56-60 |
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4.3.3 反向肋片管束模拟结果 |
60-62 |
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4.4 本章小结 |
62-63 |
|
第五章 螺旋肋片自支撑管壳式换热器综合性能实验 |
63-72 |
|
5.1 引言 |
63 |
|
5.2 实验装置及实验测试方法 |
63-66 |
|
5.2.1 实验装置 |
63-64 |
|
5.2.2 实验数据处理方法 |
64-66 |
|
5.2.3 实验方法与测试内容 |
66 |
|
5.3 实验结果及分析 |
66-71 |
|
5.3.1 螺旋肋片换热器实验值与模拟值对比 |
66-68 |
|
5.3.2 两种换热器实验结果分析与对比 |
68-71 |
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5.4 本章小结 |
71-72 |
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第六章 结论与展望 |
72-74 |
|
6.1 结论 |
72-73 |
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6.2 课题展望 |
73-74 |
|
主要参考文献 |
74-77 |
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致谢 |
77-78 |
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在读期间发表的论文 |
78 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.130693 |
