翅片管式换热器接触热阻的实验与数值研究

发布时间：2020-04-17 18:28

【摘要】：翅片管式换热器是使用最为广泛的换热器之一。二次翻边翅片管式换热器具有制造方便、容易规模化生产、单位生产成本低的优点,广泛用于空冷器等大型换热设施当中。然而,二次翻边翅片管式换热器的接触热阻无法消除,接触热阻的存在削弱着翅片管式换热器的换热性能,因此,需要对该接触热阻进行研究。本文通过实验与数值仿真手段对九种典型翅片管式换热器接触热阻的变化规律及其造成的影响进行了研究。全文主要内容如下:1)对现阶段换热器研究方法和所取得的成就进行了总结,介绍了多种判定换热器经济性的指标,介绍了现阶段对于换热器接触热阻的研究案例及其相关成果。介绍二次翻边翅片的制造工艺方法以及产生问题。提出论文的研究思路并介绍论文的主要内容。2)通过相关技术规范设计并搭建了一台翅片管式换热器的实验台架,并对总计九种不同的二次翻边翅片管式换热器进行了实验研究;按照不同工艺组、不同片距组、不同开缝角度组、不同片厚组四个分组对实验结果进行了分析评价。这部分内容为后续的研究工作提供了实验数据支撑。3)通过对实验数据及CFD模拟数据的对比,设计了一套用于计算翅片管式换热器翅片基管与翅片冲压管之间的接触热阻的方法,并完成了九种不同类型翅片的接触热阻计算。发现接触热阻与翅片管式换热器片距,片厚,开缝角度之间存在一定关系。该项研究为后续研究翅片管式换热器接触热阻对换热的影响提供了支撑。4)在修正接触热阻的基础上,对九种典型翅片的换热过程进行了模拟研究。研究了接触热阻对于翅片管式换热器换热的影响情况。5)对翅片管式换热器接触热阻具体的变化原因进行了研究。通过理论方法论证了接触热阻的影响因素。通过对九种典型翅片进行分析,验证了第三部分中接触热阻研究成果的正确性。通过本文的研究内容可以看出,本文的核心内容为提出的针对翅片管式换热器接触热阻的算法,后续的研究工作均以此算法作为基础。在该算法的基础上,本文提出了一种考虑接触热阻作用下换热器换热性能的研究方法。通过该方法得出的结论,为指导翅片管式换热器芯组的改进和优化提供了帮助。因此,本文在翅片管式换热器领域具有很强的工程实践意义及广泛的应用前景。
【图文】：

压片机及加工好的翅片

实验的翅片芯组
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK172

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本文编号：2631165