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板式换热器性能的数值模拟和实验研究

作　者: 蔡毅
导　师: 贾志刚
学　校: 北京化工大学
专　业: 化学工艺
关键词: 板式换热器换热系数压降计算流体力学数值模拟
分类号: TK124
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

基于简化模型的计算结果难以准确描述板式换热器内流体完整的流动和换热特性,为此,本文建立了与人字形波纹板片实际结构和尺寸完全相同,且包含了进出口分配区和传热区的冷热双流道换热计算模型,运用计算流体力学软件Fluent6.3数值模拟了4组不同名义速度下流体的流动和换热特性。主要工作如下:1、对两侧流体的压降和进出口温差的计算值与实验值进行比较,误差小于6%,计算结果准确地反映了换热器内流体完整的流动和换热特性,可直接用于板式换热器的设计和研究,具有一定的工程实际意义。2、详细描述流体在流道内的流动状况,发现在进出口分配区内,流体分布不均匀,进而影响换热区内流体的分布。在冷流道内截取12个测试面,测试其速度和温度,发现进出口侧体积流量和换热量都大于另外一侧,在分配区与换热区的连接处,流体分布不均匀性明显。对比分配区内流体均匀分布的情况,发现分配区分配流体的不均匀性显著降低了换热性能,增加了压降。研究结果对板式换热器的优化设计具有一定的意义。3、研究波纹倾角β对流体流动形态的影响规律:随着波纹倾角由

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第一章绪论  12-30
  1.1 课题背景及研究意义  12
  1.2 板式换热器简介  12-17
  1.3 板式换热器的热力学计算公式  17-20
  1.4 前人的研究成果  20-29
    1.4.1 实验研究  20-24
    1.4.2 模拟研究  24-29
  1.5 本课题的研究内容  29-30
第二章数值模拟理论基础和方法  30-38
  2.1 数值模拟理论基础  30-34
    2.1.1 计算流体力学简介  30-32
    2.1.2 FLUENT简介  32-33
    2.1.3 湍流研究的进展  33-34
  2.2 数值计算方法  34-38
    2.2.1 几何模型  34-35
    2.2.2 计算模型  35-36
    2.2.3 边界条件和计算方法  36-38
第三章板式换热器整体性能的数值研究  38-46
  3.1 几何模型和边界条件  38-39
  3.2 结果分析  39-45
    3.2.1 速度分布  39-42
    3.2.2 温度分布  42-43
    3.2.3 模拟值与实验测量值的比较  43-45
  3.3 本章小结  45-46
第四章分配区对板式换热器性能的影响  46-52
  4.1 几何模型和边界条件  46
  4.2 结果分析  46-51
    4.2.1 速度和温度分布  46-49
    4.2.2 总传热系数和压降  49-51
  4.3 本章小结  51-52
第五章波纹倾角 B对流型的影响  52-60
  5.1 几何模型和边界条件  52
  5.2 结果分析  52-58
  5.3 本章小结  58-60
第六章流场可视化实验  60-68
  6.1 流场可视化研究综述  60-61
  6.2 实验装置  61-62
  6.3 实验步骤  62-63
  6.4 结果分析  63-66
  6.5 本章小结  66-68
第七章结论  68-70
  7.1 本文的主要工作  68-69
  7.2 课题展望  69-70
参考文献  70-72
致谢  72-74
研究成果及发表的学术论文  74-76
作者和导师简介  76-77
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  77-78

板式换热器性能的数值模拟和实验研究

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