板式換熱器換熱及熱混合特性研究.pdf

1、板式換熱器是一種以波紋板為傳熱面，以對(duì)流和熱傳導(dǎo)為主要手段的換熱設(shè)備。板式換熱器傳熱系數(shù)高，但其流動(dòng)阻力相對(duì)較大，在板式換熱器設(shè)計(jì)中一直將如何達(dá)到換熱性能與流動(dòng)阻力的最佳匹配作為換熱器優(yōu)化與改進(jìn)的主要方向。板式換熱器流道形狀復(fù)雜，板片形式多樣，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法在如今越發(fā)復(fù)雜的應(yīng)用工況下，難以滿足要求。采用數(shù)值模擬方法對(duì)板式換熱器進(jìn)行換熱特性和流動(dòng)特性分析，能夠在短時(shí)間內(nèi)模擬出多組模型在各種設(shè)定工況下?lián)Q熱和流動(dòng)結(jié)果，大大降低了實(shí)驗(yàn)研究所需的

2、成本，大幅減少了實(shí)驗(yàn)時(shí)間。
　　針對(duì)傳統(tǒng)人字形波紋板式換熱器流道的三個(gè)主要參數(shù)，建立多組物理模型，對(duì)波紋角度β=30°～80°，波紋高度h=3mm～7mm，波紋間距λ=10mm～25mm的波紋板式換熱器內(nèi)部流道進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，得到不同入口速度下的溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)云圖，提取仿真結(jié)果中所得到的邊界及其流道內(nèi)部關(guān)鍵數(shù)值，計(jì)算出相應(yīng)努賽爾數(shù)Nu、換熱因子j、壓降ΔP、摩擦因子f等關(guān)鍵評(píng)價(jià)參數(shù)并繪制出相應(yīng)關(guān)系曲線，對(duì)比分析人字形波紋

3、板片的三個(gè)主要參數(shù)對(duì)換熱器換熱性能和阻力特性的影響。得出結(jié)論如下：在波紋角度β=60°、波紋高度h=5mm、波紋間距λ=20mm時(shí)，人字形對(duì)稱波紋板式換熱器的換熱特性和阻力特性相對(duì)最優(yōu)。
　　基于熱混合理論，以不同波紋角度組合β1-β2為變量，以M型和H型熱混合流道為對(duì)象進(jìn)行數(shù)值模擬，得到其溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)云圖，提取仿真結(jié)果中所得到的邊界及其流道內(nèi)部關(guān)鍵數(shù)值，計(jì)算出相應(yīng)努賽爾數(shù)Nu、換熱因子j、壓降ΔP、摩擦因子f等關(guān)鍵評(píng)價(jià)