正六邊形球面肋板式換熱器性能分析及優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、板式換熱器以其結(jié)構(gòu)緊湊，性能優(yōu)良，易清洗等優(yōu)點，越來越廣泛的應(yīng)用于石油、化工、輕工、冶金、動力等工程領(lǐng)域，在整個國民經(jīng)濟(jì)和工業(yè)生產(chǎn)中對改善能源利用率，提高經(jīng)濟(jì)效益都起著舉足輕重的作用，因此對板式換熱器進(jìn)行新板型的開發(fā)和優(yōu)化設(shè)計，提高換熱器整體性能就具有十分重要的現(xiàn)實意義和應(yīng)用價值。
　　 本文采用數(shù)值計算的方法研究一種新型板式換熱器-正六邊形球面肋板式換熱器，并在分析其內(nèi)部傳熱和阻力特性的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，得到性能最優(yōu)時的換熱

2、器參數(shù)。具體工作如下：
　　 首先，比較三種換熱器評價標(biāo)準(zhǔn)：JF因子、熵產(chǎn)最小法和火積耗散原理，分析三種評價標(biāo)準(zhǔn)各自的物理意義及其在換熱器中的應(yīng)用情況，發(fā)現(xiàn)將JF因子作為基于熱力學(xué)第一定律的性能評價標(biāo)準(zhǔn)是合適的；在熱力學(xué)第二定律范疇內(nèi)，火積耗散原理可以避免熵產(chǎn)最小法在實際應(yīng)用中出現(xiàn)的矛盾和問題，本文將其推廣應(yīng)用到實際換熱器的數(shù)值計算中。
　　 綜合考慮各種影響因素，建立換熱器計算模型，并搭建正六邊形球面肋板式換熱器水-水

3、換熱實驗臺進(jìn)行實驗驗證，實驗數(shù)據(jù)與數(shù)值計算結(jié)果吻合度較好，表明本文建立的計算模型能夠準(zhǔn)確預(yù)測換熱器內(nèi)部傳熱和流動情況，得到的數(shù)據(jù)是真實可信的。
　　 隨后本文利用驗證模型對正六邊形球面肋板式換熱器進(jìn)行了傳熱和阻力特性研究，得到不同工況下?lián)Q熱器內(nèi)部流場、溫度場、壓力場和火積耗散分布情況，探討了板片結(jié)構(gòu)對換熱器性能的影響規(guī)律。發(fā)現(xiàn)火積耗散數(shù)忽略了阻力性能的影響，不適合單獨作為換熱器評價標(biāo)準(zhǔn)使用。并與一種傳統(tǒng)人字形板式換熱器進(jìn)行性能比