基于组合蓄热填料的蓄热换热器热工特性研究

发布时间：2016-12-27 15:08

  本文关键词：蓄热室热工特性及优化设计研究，，由笔耕文化传播整理发布。

《华南理工大学》 2015年

基于组合蓄热填料的蓄热换热器热工特性研究

田丽军  

【摘要】：工业尾气排放过程往往伴随着大量的热释放,这些热量通常没有得到充分的利用,造成了严重的浪费。为解决这一问题,需要发展余热回收技术。蓄热式换热器是余热回收设备之一,其具有热效率高、结构紧凑、造价低廉等特点,在工业余热利用领域应用广泛。本文将围绕蓄热式换热器这一重要的余热回收设备开展研究,尤其是加深对蓄热介质改进方面的研究,以便进一步完善蓄热换热技术。本文提出了一种组合填料式蓄热换热器,在以往相关研究的基础上对此种组合填料式蓄热换热器开展了实验及模拟两方面的研究,实验研究主要通过自建蓄换热实验平台对组合填料式蓄热换热器及其另两种传统单一填料式蓄热换热器的相关性能进行了测试,着重对比分析了这三类蓄热换热器性能的优劣情况;模拟研究则是利用FLUENT软件对组合填料式蓄热换热器传热动态过程及其相关热工影响因素进行了深入剖析与探讨;通过上述两方面的研究,得到了以下重要结论:(1)利用蓄放热实验测试平台对蜂窝、环状及蜂窝-环状型组合填料的性能开展了冷热态实验研究。热态实验研究了进口温度及速度两因素对填料换热的影响情况,得到了三填料相关热参数随两因素变化关系,并发现环状填料在低速区(小于6.34m/s)换热效果比蜂窝填料的好,蜂窝填料在大于8m/s的中高速区换热效果是三者中最好的,组合填料在5.84~8m/s速度区间换热效果要比其他两种单一填料的都好,且在大于8m/s的中高速区热效率也仅略小于蜂窝填料,平均低1%左右;同样冷态实验研究了进口速度及填料高度两因素对填料阻力的影响情况,得到了三填料相关阻力关联式,并发现组合填料的阻力损失比单一环状填料要低16%,但比单一蜂窝填料的又要高出11.25%,其总体流动性能更接近蜂窝填料些。(2)借助模拟软件对组合填料式蓄热换热器传热过程进行分析,着重围绕影响组合填料换热的冷风进口流速、换向时间、填料高度、填料比例及组合类型这5个因素进行研究,其研究结果表明,适当增大冷风进口速度及缩短换向时间对组合填料换热起促进作用,通过分析得到了研究范围内13.4m/s最佳冷风进口速度,65s最佳换向时间,同时又发现增加蜂窝与环状体积比及填料高度有利于提升组合填料热效率,并认为研究参数范围内高度取900mm、体积比取3较为合适。

【关键词】：
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK172
【目录】：

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本文编号：228507