冲压交错球凸/球凹翅片的板翅式换热器通道内流动与传热特性研究

发布时间：2024-05-31 00:43

　　据统计在世界范围内的初级能源消费中,需要经过换热设备的能源大约在80%左右。由此可见换热设备的换热能耗对能源的整体利用率起着关键的作用。板翅式换热器因其具有紧凑的结构,较大的换热面积和较高的换热系数被广泛应用于石油化工、航空航天,机车等关系国计民生的各行各业。随着科学技术的发展,最初的平直翅片板翅式换热器已经满足不了当前各工业领域的需求。在最近这些年各国学者先后研究出锯齿形板翅式换热器,多孔形板翅式换热器,带三角翼以及其它形状的板翅式换热器,并取得了一些显著的成果。由于开缝翅片容易刮灰,为克服这一缺陷,本文在板翅式换热器翅片上冲压出球凸/球凹。强化换传热原理基于当流体流过翅片球凸/球凹时,翅片表面上的球凸/球凹能够产生纵向涡,纵向涡使得对流换热强化。为了获得板翅式换热器冲压球凸/球凹翅片通道的流动与传热等特性,选取一翅片构成的周期性通道为计算区域。先对计算区域进行网格划分,采用三维无限插值网格生成技术获得较为光滑和疏密度较为合理的网格,为了避免网格数多少对数值模拟结果产生影响,对数值解的网格独立性进行了严格考核。计算区域和物理模型的控制方程经适体坐标变换形成计算空间方程,并在计算空间进...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1板翅式换热器结构示意图：(a)板翅式换热器三维示意图；(b)板翅式换热器单层通道示意图

板翅式换热器由多层像图2.1(b)所示的单层换热通道构成，每层通道之间由基板隔开；每层像图2.1(b)所示的单层换热通道由上下基板、翅片板和封条组成，单层换热通道又由多个像图2.2(a)所示的矩形换热通道构成。本文研究的是如图2.2(a)所示的翅片板上冲压有交错球凸/球凹的....

图2.2研究对象的结构示意图：(a)研究对象三维示意图；(b)矩形通道横向截面示意图；(c)矩形通道纵向截面示意图

图2.2研究对象的结构示意图：(a)研究对象三维示意图；(b)矩形通道横向截面示意图；(c)矩形通道纵向截面示意图表2.1矩形通道结构参数序号截取球凸高度S0mm球半径Rmm矩形通道高Hmm矩形通道宽lmmE11.33.6183.0E22.8E3....

图3.1适体坐标转换示意图：(a)物理空间；(b)计算空间

3.1区域的离散3.1.1坐标系的转换通常情况下，我们的研究对象是较为复杂的，即使是简化后的计算区域其边界也较为复杂，一般情况下无法与已有的各种坐标系相对应。在这种情况下就必须通过坐标系之间的相互转化，以建立一种能够与计算区域相适应的新的坐标系。使得这种新的坐标系能够与研究模....

图3.2(a)、(b)单向凹坑翅片上、下面网格；(c)球体网格

冲压交错球凸/球凹翅片的板翅式换热器通道内流动与传热特性研究区域的离散工作将占整个数值模拟工作量的一半甚至更多，并且生成网格的质量将直接影响着数值模拟计算结果的准确性。随着世界各国各行业对数值模拟的强烈追捧以及计算机计算速度的提高，数值模拟得到了迅猛的发展，且研究区域也越来越复杂....

本文编号：3984907