H型鳍片管传热与流动特性研究

发布时间：2017-08-14 23:23

  本文关键词：H型鳍片管传热与流动特性研究

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【摘要】：为了提高能源利用率,鳍片管在能源领域中得到了广泛的应用,而在工业烟气的余热回收中,由于烟气中带有部分灰尘颗粒,使得结构复杂的鳍片管换热器不能应用其中,从而具有防磨、防积灰特点的H型鳍片管越来越受到人们的重视。以H型鳍片管为研究对象,采用数值模拟的方法研究了不同排列方式下H型鳍片管束各结构参数对其传热与流动特性的影响,提出了一种H型鳍片管结构参数的选取方法。在两种排列方式下,鳍片宽度对Nu数影响最大,鳍片间距对Eu数影响最大。管束顺列布置时,开缝宽度对Nu数与Eu数影响最小;管束错列布置时,纵向管间距对Nu数与Eu数影响最小。分别拟合了两种排列方式下所对应的Nu数与Eu数关联式。在H型鳍片管结构参数的选取研究中,针对单根H型鳍片管进行模拟,提出的单位质量鳍片管换热量与引风单位耗功所回收热量两个指标,分别是鳍片管换热器制造成本与运行成本的主要影响因素,并给出了其计算公式。最后对不同材料的H型鳍片管的传热系数进行了实验研究。研究表明,探究H型鳍片管的各结构参数对其传热与流动特性的影响规律及H型鳍片管结构参数的选取方法,以及不同加工材料对H型鳍片管的传热系数的影响,为H型鳍片管换热器在工业余热回收领域中的应用提供了重要的理论基础和选型依据。
【关键词】：H型鳍片管 传热特性 流动特性 选取方法 数值研究
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK172
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 能源利用现状10-11
• 1.2 鳍片管分类及特点11-12
• 1.2.1 空气介质11
• 1.2.2 烟气介质11-12
• 1.2.3 有机介质或制冷介质12
• 1.2.4 电子元件散热12
• 1.3 国内外研究现状12-17
• 1.3.1 国外研究现状13-14
• 1.3.2 国内研究现状14-17
• 1.4 主要研究工作17-19
• 第2章 H型鳍片管计算模型19-28
• 2.1 H型鳍片管简介19
• 2.2 计算方法19-20
• 2.3 计算模型20-26
• 2.3.1 物理模型20-22
• 2.3.2 控制方程22-25
• 2.3.3 边界条件25-26
• 2.4 模型验证26-27
• 2.4.1 网格独立性验证26
• 2.4.2 模型实验验证26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 数值计算结果与分析28-39
• 3.1 管排无关性分析28-29
• 3.2 空气流速的影响29-30
• 3.3 各结构参数的影响30-37
• 3.3.1 鳍片宽度30-31
• 3.3.2 鳍片厚度31-32
• 3.3.3 鳍片间距32-33
• 3.3.4 开缝宽度33-35
• 3.3.5 纵向节距35-36
• 3.3.6 横向节距36-37
• 3.4 关联式拟合37-38
• 3.5 本章小结38-39
• 第4章 结构参数选取方法研究39-53
• 4.1 管排修正系数39-40
• 4.2 模拟结果分析40-42
• 4.2.1 单位质量鳍片管换热量40-41
• 4.2.2 引风单位耗功所回收热量41-42
• 4.3 结构参数选取42-46
• 4.3.1 制造成本分析42-44
• 4.3.2 运行成本分析44-45
• 4.3.3 选取方法分析45-46
• 4.4 选取方法说明46-52
• 4.4.1 东方电厂简介46
• 4.4.2 烟气成分计算46-49
• 4.4.3 结构参数计算49-52
• 4.5 本章小结52-53
• 第5章 不同材料对传热特性的影响53-61
• 5.1 实验系统53-55
• 5.1.1 实验目的53-54
• 5.1.2 实验方案54
• 5.1.3 系统流程54-55
• 5.2 数据处理55-58
• 5.2.1 计算模型55-56
• 5.2.2 实验结果分析56-57
• 5.2.3 计算模型验证57-58
• 5.3 影响因素58-60
• 5.3.1 加工工艺58-59
• 5.3.2 加工材料59-60
• 5.4 本章小结60-61
• 结论61-62
• 参考文献62-67
• 致谢67-68
• 导师简介68-69
• 作者简介69-70
• 学位论文数据集70

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本文编号：675265