板式換熱器空氣側(cè)強(qiáng)化傳熱的數(shù)值模擬和設(shè)計(jì)研究.pdf

1、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展導(dǎo)致能源緊缺問題以及由能源消耗帶來的環(huán)境問題日益嚴(yán)峻，所以節(jié)能減排受到越來越多的重視。同時(shí)，高效、節(jié)能的產(chǎn)品備受矚目，而強(qiáng)化傳熱技術(shù)作為研究緊湊、高效的換熱設(shè)備的重要技術(shù)手段，具有重要的研究意義。通過強(qiáng)化傳熱的深入探討，進(jìn)一步增強(qiáng)不同介質(zhì)換熱時(shí)的換熱器的換熱性能，開發(fā)并設(shè)計(jì)新型緊湊的換熱設(shè)備對(duì)能源的高效應(yīng)用具有及其重要的作用。本文主要對(duì)板式換熱器進(jìn)行數(shù)值研究，傳熱介質(zhì)為水和空氣，所以著重研究了空氣的強(qiáng)化傳熱問題。
　

2、　首先，了解板式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及工作原理，同時(shí)對(duì)目前的空氣和煙氣的板式換熱及水和水的板式換熱的特點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)。然后，對(duì)板式空氣水換熱器的空氣流程進(jìn)行優(yōu)化，即空氣不再從鉸孔進(jìn)入而是從換熱器側(cè)面直接進(jìn)入換熱流道，參與熱交換。然后對(duì)常規(guī)的等截面波紋板建立空氣側(cè)的流道模型，并在不同空氣入口速度下進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，得得空氣流速對(duì)流動(dòng)換熱和阻力特性的影響。查閱文獻(xiàn)了解常見空氣和水換熱器，如光管式和翅片管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，然后將本節(jié)的數(shù)值模擬結(jié)果與之對(duì)比，研

3、究結(jié)果說明了本文研究的板式換熱器用于水和空氣的熱交換可行有效。為了驗(yàn)證數(shù)值計(jì)算結(jié)果的正確和準(zhǔn)確性，查閱類似研究文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)比結(jié)果顯示，模擬結(jié)果準(zhǔn)確。
　　其次，為了強(qiáng)化空氣側(cè)傳熱，采用不等截面波紋板片，并根據(jù)不同的波紋傾角β、波紋高度h、波紋間距λ建立空氣側(cè)流道物理模型分別進(jìn)行數(shù)值模擬。對(duì)空氣在流道內(nèi)的溫度場(chǎng)、壓力場(chǎng)以及速度場(chǎng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹和分析。然后，分別分析波紋板片的各個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)空氣阻力和換熱性能的影響規(guī)律，得到在β

4、、h以及λ下空氣側(cè)的f和Nu隨Re的變化規(guī)律曲線。并擬合出不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的換熱板片模型空氣側(cè)的準(zhǔn)則關(guān)系式，為后期空氣和水板式換熱器的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。通過綜合分析比較，得出了波紋傾角β=60°，波紋高度h=3.6mm。波紋間距λ=20mm的波紋板片的綜合性能最好。
　　最后，對(duì)板式換熱器的水側(cè)和空氣側(cè)流道同時(shí)建立物理模型，并進(jìn)行數(shù)值模擬，得出水側(cè)流道的準(zhǔn)則關(guān)系式。然后，針對(duì)本文研究的空氣水板式換熱器，詳細(xì)介紹了換熱器的流程組合和