翅片管换热器的结构优化和试验研究

发布时间：2020-03-28 21:34

【摘要】：近几年,每到北方各城市供暖季,导致雾霾频发,PM2.5超标,为了遏制这种污染情况的恶化,各地各级地方政府纷纷推广“煤改电”采暖,在“煤改电”采暖改造中,固体电蓄热供暖方式由于可以有效利用低谷电资源,具有价格优势,被广泛采用。固体电蓄热供热方式中,采用风水换热器,将固体蓄积的热能交换给水供暖系统实现供热。在固体电蓄热供热系统的设计过程中,如何提高换热器的换热效率引起了人们更多的关注。本文结合翅片管换热器在固体电蓄热系统中的应用情况,对翅片管换热器进行数值模拟和正交计算。为翅片管换热器的选择和结构优化提供参考。主要研究内容包括:(1)对固体电蓄热结构及工作原理进行分析、研究,结合具体工程实际的需求,完成固体电蓄热试验系统的搭建。(2)结合搭建的固体电蓄热试验系统的具体结构和相关参数,进行了翅片管换热器的仿真模型构建。利用Gambit建立管排模型,导入Fluent进行数值模拟,得到换热装置内流场的温度、速度和压力分布。通过仿真结果与固体电蓄热试验系统实际运行的数据的对比分析,验证了仿真模型建立的合理性。(3)运用正交法,选取L_(16)(4~5)正交表,对换热器的翅片间距、高度、厚度等结构组合对换热系数、压降、性能因子的影响做了比较分析,得到翅片管的优化结构。对优化后的CP/6/22/0.6翅片结构,经过Fluent模拟,分析速度场,压力场,温度场的变化,并与优化前的CP/8/16/0.8翅片性能比较。得出换热系数提高7.79%,输出功率提高8.09%的结论。本文研究成果可为固体电蓄热中翅片管换热器的结构设计提供参考,对固体电蓄热供热系统的优化具有一定的实际意义。
【图文】：

第 2 章 翅片管换热器及理论计算器的介绍器是一种应用在不同流体及固体之间传递热量的能源转化设备，在体通过直接接触方式进行换热，而大多数换热器流体通过接触间壁热器的结构复杂多样，种类繁多，换热器基础设备包括换热元件和换热器的分类方式有很多，按照传热过程、按照结构特征进行分类分为间接接触式换热器和直接接触式换热器[27]，间接接触式换热器热式换热器，，蓄热式换热器、流化床换热器。在直接接触的换热器中换热器、气-液换热器，液体-蒸汽换热器。按照结构特征分类分为管换热器、扩展表面式换热器。式换热器，它的结构如图 2.1 所示，管壳式换热器的主要组成部件、前后管箱，折流板、管板[28]。

第 2 章 翅片管换热器及理论计算进行传递。翅片的加入降低了原表面的热阻，升高了该表面的传热量。根据要求不同选取翅片的结构也不同，如图 2.3 所示，板翅式和管翅式是常见的扩展表面的换热器，比如圆型管式翅片一般按照设计要求定义翅片高度、翅片密度，翅片厚度。加装翅片一般可以在原光滑管换热面积的基础上提高 5-12 倍[27]。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU83

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 杨少鹏;乔春珍;赵玉清;;减缓湖水对风冷热泵翅片管换热器腐蚀性的研究[J];全面腐蚀控制;2016年11期

2 张智;赵夫峰;王三辉;曾小朗;;宽片与窄片组合的翅片管换热器数值模拟与实验研究[J];制冷技术;2014年06期

3 戴绍碧;;空调翅片管换热器研究进展[J];中国西部科技;2011年24期

4 尹从绪;陈轶光;;风速对空气源热泵翅片管换热器结霜特性影响[J];低温与超导;2011年12期

5 刘雪玲,李宁,胡亚才;开槽螺旋翅片管换热器传热与流阻性能研究[J];石油化工设备;2004年02期

6 蒋翔,李晓欣,朱冬生;几种翅片管换热器的应用研究[J];化工进展;2003年02期

7 王晖;浅析内展翅片管换热器在空气冷却器上的应用[J];应用能源技术;2000年05期

8 戎子年;翅片管换热器性能比较方法[J];流体工程;1988年04期

9 ;双金属轧片式翅片管换热器[J];石油化工设备技术;1989年03期

10 曾炜杰;谷波;李强林;;圆柱型翅片管换热器变工况传热性能模拟与分析[J];制冷学报;2019年02期

相关会议论文 前10条

1 吴学红;刘丹丹;张林;袁培;丁昌;龚毅;吕彦力;;新型纵向涡翅片管换热器流动和传热性能的研究[A];高等学校工程热物理第二十届全国学术会议论文集——传热传质学专辑[C];2014年

2 任松保;张桃;;翅片管换热器换热性能仿真模型的建立[A];中国制冷学会2005年制冷空调学术年会论文集[C];2005年

3 田淑霞;刘庸;李琳;;新型内外翅片管换热器的应用[A];2006全国能源与热工学术年会论文集[C];2006年

4 唐家俊;詹飞龙;丁国良;庄大伟;;波纹翅片管换热器表面粉尘沉积分布与沉积量的实验研究[A];上海市制冷学会2015年学术年会论文集[C];2015年

5 周俊杰;刘利武;魏新利;王定标;;圆管平板-波纹翅片管换热器空气侧流动换热特性的数值模拟[A];2006年石油和化工行业节能技术研讨会会议论文集[C];2006年

6 赵中闯;岳宝;王文鹏;欧汝浩;;基于CFD的波纹翅片管换热器优化研究[A];2018年中国家用电器技术大会论文集[C];2018年

7 陈振乾;何莹;;风冷冷水机组冷凝器空气流动的模拟[A];中国制冷学会2009年学术年会论文集[C];2009年

8 高晶丹;丁国良;吴伟;高屹峰;宋吉;刘忠民;陈绍楷;;R290空调小管径翅片管换热器的设计方法[A];2012年中国家用电器技术大会论文集[C];2012年

9 丁国良;张春路;刘建;魏文建;Masae Nakayama;Masaharu Fukaya;Gaiken OH;Takefumi Inagaki;;面向对象的整体式翅片管换热器快速仿真软件开发[A];上海市制冷学会二○○三年学术年会论文集[C];2003年

10 郭宪民;;空气源热泵结霜问题的研究现状及进展(一)[A];第十三届全国热泵与系统节能技术大会论文集[C];2008年

相关博士学位论文 前2条

1 马小魁;空调蒸发器空气侧特性及系统制冷剂分布[D];上海交通大学;2008年

2 浦晖;翅片管蒸发器空气侧长效传热与压降特性研究[D];上海交通大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 魏德亮;翅片管换热器的结构优化和试验研究[D];沈阳工业大学;2019年

2 肖日仕;Hampson型翅片管换热器的数值模拟和实验研究[D];中国兵器科学研究院(昆明物理研究所);2018年

3 白运运;闭式能源塔换热器性能分析及实验研究[D];湖南工业大学;2017年

4 苏美;土壤源热泵U型光管与U型翅片管换热器换热性能的对比研究[D];太原理工大学;2017年

5 杨文静;真空炉翅片管换热器的结构优化设计[D];机械科学研究总院;2017年

6 刘小川;结霜工况下翅片管换热器传热传质的数值模拟[D];上海交通大学;2007年

7 李俊华;不同材料翅片管换热器性能的数值模拟研究[D];广州大学;2014年

8 邹媛媛;湿工况下平直翅片管换热器空气侧传热传质特性研究[D];大连理工大学;2014年

9 吴明泉;生物质锅炉余热回收翅片管换热器传热特性研究[D];华南理工大学;2013年

10 刘雪玲;螺旋翅片管换热器换热性能试验及计算机辅助试验[D];浙江大学;2003年

本文编号：2604945