印刷电路板和微管换热器的热工水力特性数值研究

发布时间：2021-03-23 05:56

　　同传统的管壳式换热器相比,以超临界二氧化碳为工质的紧凑型换热器能够有效提高热力循环效率,降低各部件尺寸,对小型堆的设计有着重要意义。紧凑式换热器主要分为两种类型,分别是印刷式换热器和微通道换热器。为了分析紧凑型换热器的热工水力性能,本文基于超临界二氧化碳工质的热工水力特性,分析了印刷式换热器和微通道换热器的主要优势,设计了三种印刷式换热器模型和三种微通道换热器模型,引入几何无量纲数和雷诺数作为变量,采用计算流体动力学方法（CFD）进行了数值模拟。印刷式换热器通道模型分别为具有15°角的锯齿形通道、波状通道和翼型鳍通道。结果表明,锯齿形通道具有比波状通道和AFF通道更好的传热性能。在压力损失的情况下,翼型鳍片通道表现出更好的性能,其次是波纹通道和锯齿形通道,应进一步研究具有不同翅片类型的直槽。对于微通道换热器,研究了三种不同的微通道直径模型,其微通道外径均为2mm,内径分别为0.8mm、1mm、1.2mm。结果表明,增加微通道直径可以提高换热效率,随着微通道直径的增加,摩擦系数增加,同时压力损失也会增加。同时考虑换热效率和压力损失的影响,引入面积优化因子作为衡量指标,结果表明外径为2mm... 

【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
CHAPTER 1 INTRODUCTION
    1.1 SIGNIFICANCE OF RESEARCH TOPIC
    1.2 LITERATURE REVIEW
    1.3 RESEARCH METHODOLOGY
        1.3.1 CFD Theory
    1.4 ORGANIZATION OF THESIS
CHAPTER 2 COMPACT HEAT EXCHANGERS
    2.1 PRINTED CIRCUIT HEAT EXCHANGER
    2.2 MICRO-TUBE HEAT EXCHANGER
    2.3 SUPER CRITICAL FLUIDS
    2.4 DIMENSIONLESS NUMBERS
        2.4.1 Reynolds Number
        2.4.2 Nusselt Number
        2.4.3 Fanning Friction Factor
        2.4.4 Prandtl Number
        2.4.5 Colburn-j factor
        2.4.6 Euler Number
CHAPTER 3 PCHE:MODELLING,SIMULATIONS AND RESULTS
    3.1 NUMERICAL MODEL
    3.2 HEAT EXCHANGER MATERIAL
    3.3 ZIGZAG CHANNEL
        3.3.1 Meshing
        3.3.2 FLUENT Setup
    3.4 WAVY CHANNEL
        3.4.1 Meshing
        3.4.2 Fluent Setup
    3.5 AIRFOIL FIN CHANNEL
        3.5.1 Meshing
        3.5.2 FLUENT Setup
    3.6 RESULTS
CHAPTER 4 MICROTUBE HEAT EXCHANGER:MODELLING,SIMULATION AND RESULTS
    4.1 GEOMETRICAL MODELLING
    4.2 MESHING
        4.2.1 Mesh Quality
    4.3 FLUENT SETUP
        4.3.1 Fluid Domain Setup
        4.3.2 Solid Domain Setup
    4.4 RESULTS
CHAPTER 5 CONCLUSION AND FUTURE RECOMMENDATIONS
    5.1 CONCLUSION
    5.2 FUTURE RECOMMENDATIONS
REFERENCES
PUBLICATIONS
ACKNOWLEDGEMENT



本文编号：3095272