酒窩板強(qiáng)化換熱的數(shù)值模擬.pdf

1、板式換熱器廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，研究其性能以便設(shè)計(jì)出更新穎的高效換熱器，是能源有效利用及開展節(jié)能減排的有效措施。 本文開發(fā)了一種全新的換熱板片——酒窩板，并以平板和十五種不同結(jié)構(gòu)尺寸的酒窩板為研究對(duì)象，利用Fluent商業(yè)軟件對(duì)以水為介質(zhì)的兩種類型的換熱設(shè)備在不同雷諾數(shù)條件下的換熱及流動(dòng)特性進(jìn)行了三維數(shù)值模擬。根據(jù)研究對(duì)象的具體特點(diǎn)，針對(duì)不同流態(tài)分別采用層流、RNG k-ε湍流模型進(jìn)行計(jì)算。 首先，模擬計(jì)算出了不

2、同窩徑、窩高、窩距組成的十五種結(jié)構(gòu)形式的酒窩板換熱器流道內(nèi)流體的溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)和壓降分布。通過數(shù)據(jù)分析，從中得到各酒窩板的壁面換熱量、壓力損失、阻力系數(shù)等。從而得出窩徑、窩高、窩距對(duì)酒窩板換熱及流動(dòng)特性的影響，以及酒窩板換熱和流動(dòng)阻力達(dá)到最佳匹配時(shí)的最佳窩徑、窩高、窩距，從理論上探討了其強(qiáng)化傳熱機(jī)理。 其次，作為對(duì)比的基礎(chǔ)，本文對(duì)相應(yīng)條件下平板板式換熱器的換熱及流動(dòng)特性進(jìn)行了模擬計(jì)算，得出平板壁面換熱量、壁面努塞爾數(shù)、進(jìn)出口壓差

3、和阻力系數(shù)的變化曲線，并將酒窩板和平板的熱力性能進(jìn)行比較，證明了酒窩板強(qiáng)化換熱的效果。 最后，將酒窩板和平板的數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，表明數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較吻合，進(jìn)一步驗(yàn)證了數(shù)值模擬的可靠性。另外，將最佳規(guī)格的酒窩板與波紋傾角為β=60°時(shí)的波紋板進(jìn)行了熱性能評(píng)價(jià)，得出結(jié)論：在考慮了泵功率消耗時(shí)酒窩板的熱效率與波紋板的熱效率很接近。但酒窩板在制造工藝上具有加工方便、不易變形、承壓能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。所以綜合評(píng)價(jià)：酒