螺旋扁管的强化换热性能研究

发布时间：2022-01-15 15:45

　　换热器作为一种能量传递的载体,广泛应用于各种工业领域。其中管壳式换热器因其结构简单可靠且价格低廉,成为了应用最为广泛的换热器之一。上世纪70年代的能源危机引发了各国对于其强化传热技术的广泛研究和开发。螺旋扁管换热器作为一种新型的被动强化传热换热器,可以很好的提高管壳式换热器的综合传热能力。本文通过数值模拟的方法,应用fluent软件对螺旋扁管开展了系统的探究,本文研究的主要内容如下:（1）首先对不同长短轴比的光滑直扁管和直椭圆管进行了传热和流阻特性的仿真研究。在层流均匀热流的换热条件下,雷诺数相同时,对比分析了扁管和椭圆管的换热系数与具有相同周长的光滑直圆管的区别,研究分析了换热系数,努塞尔数和综合换热性能随长短轴比b/a的变化规律。（2）对比研究了螺旋扁管,螺旋椭圆管与直扁管,直椭圆管,光滑圆管流线形状的异同,分析了螺旋结构提高换热管换热性能的根本机理。然后从二次流分布云图,温度及速度场等方面分析了雷诺数对于螺旋扁管和螺旋椭圆管换热及流阻特性的影响,结合综合强化传热因子指出了螺旋管换热性能随雷诺数变化的规律。之后从二次流分布云图,温度及速度场及其场协同角等方面对比分析了长短轴比对于螺... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 换热器的发展现状
    1.2 螺旋扁管的国内外研究现状
        1.2.1 螺旋扁管的结构形式及优点
        1.2.2 国外研究现状
        1.2.3 国内研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
2 强化传热技术及场协同原理简介
    2.1 强化传热评价准则
        2.1.1 强换传热的目的
        2.1.2 强化传热的途径
        2.1.3 强化传热技术的发展
        2.1.4 强化传热技术的效应评价准则
    2.2 场协同理论在强化传热中的应用
        2.2.1 对流换热的物理机制
        2.2.2 对流换热的场分析
        2.2.3对流换热过程中的场协同分析
        2.2.4 场协同原理的应用
3 计算模型与公式
    3.1 几何模型的建立
        3.1.1 换热管几何尺寸的确定
        3.1.2 建立几何模型
    3.2 网格模型的建立
        3.2.1 划分网格
        3.2.2 网格独立性检验
    3.3 边界条件和求解器设定
    3.4 计算处理公式
4 结果分析与讨论
    4.1 直扁管与直椭圆管的传热与流阻特性
        4.1.1 不同长短轴比的直扁管传热与流阻特性对比
        4.1.2 不同长短轴的直椭圆管传热与流阻特性对比
    4.2 螺旋椭圆管和螺旋扁管的传热和流阻特性
        4.2.1 螺旋扭曲管与光滑管传热和流阻特性的差异
        4.2.2 长短轴比对螺旋管传热及流阻特性的影响
        4.2.3 扭距对螺旋扁管换热性能的影响
    4.3 偏心螺旋扁管的换热和流阻特性研究
    4.4 三轴螺旋扁管的传热和流阻特性
结论
参考文献
附录 A符号说明
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]双向扭曲管传热与流阻特性及其多目标优化[J]. 王定标,王光辉,彭旭,向飒.  热科学与技术. 2018(05)
[2]管壳式换热器强化传热研究进展[J]. 林文珠,曹嘉豪,方晓明,张正国.  化工进展. 2018(04)
[3]非对称螺旋扭曲管管内流动与传热特性数值模拟研究[J]. 戴险峰.  工程热物理学报. 2018(03)
[4]扭曲椭圆管强化传热的场协同分析[J]. 马芳芳,云和明,陈宝明,郭训虎.  节能技术. 2018(01)
[5]钛合金螺旋扭曲管内强化传热实验分析[J]. 董新宇,毕勤成,桂淼.  过程工程学报. 2018(02)
[6]含固体颗粒流体旋流场强化传热综合性能实验[J]. 彭德其,罗海松,俞天兰,陈兰伟,吴淑英,韩玉叶.  化学工程. 2017(07)
[7]螺旋内肋扭曲管换热与流阻性能研究[J]. 王定标,谷帆江,向飒,邓静,郑梦欣,董桢,张喜迎.  压力容器. 2016(02)
[8]螺旋扁管管内沸腾流动与传热特性研究[J]. 黄其斌,黄风华,谢明炜,李维.  低温与超导. 2016(02)
[9]椭圆内肋扭曲管换热性能数值研究[J]. 韩勇,王定标,张灿灿,朱有健,向飒.  工程热物理学报. 2015(12)
[10]新型波纹扁管气-气换热器壳程传热实验研究与数值模拟[J]. 曾国浩,凌子夜,高学农,张正国,曾文良.  高校化学工程学报. 2015(05)



本文编号：3590886