纵流式换热器性能研究

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1、东北大学硕士学位论文摘要纵流式换热器性能研究摘要纵流式换热器是一种新型的换热器，其综合性能比较突出。在换热量的要求相同时，所消耗的泵功率比折流板式换热器少。纵流式换热器与折流板式换热器的主要区别在于壳程结构的不同，进而引起壳程流动与传热特性的不同。本文也正是从上述方面着手，对纵流式换热器的性能进行说明。所以，本文的主要内容为以下几点：(1)本文采用了数值模拟方法对纵流式换热器和相同尺寸的折流板换热器进行了对比研究，就流动和传热等性能进行了详细的对比。文中采用的是湍流模型，这主要是因为多孔介质模型所存在的不完善性。(2)根据换热器的实际结构，对纵流式换热器和折流板式换热器进

2、行了适当简化，并以此为基础建立了计算模型并进行了数值模拟，得到了纵流式换热器和折流板换热器内的流场和温度场。两者相比，纵流式换热器壳程特有的支撑结构不仅增加了传热表面积，而且在流动中起到增强流体扰动和湍流度的作用：与此同时，流场中的流动滞流区相对减小，流动阻力减小；同时，温度场分布更均匀。(3)采用基于第二定律的基本原理得到的分析方法——熵分析法，分析比较了两种换热器的性能。认为只有综合考虑换热器的传热特性和压降特性，才能较为准确、客观地分析换热器的性能。本文的研究表明：在用数值方法模拟换热器中的流场与温度场时，采用湍流模型可以比用多孔介质模型获得更详细、准确的换热器内部

3、流场与温度场信息；同时，本研究对换热器进行的性能分析也表明纵流式换热器有较好的流动与传热特性。关键词：纵流；绕流管；数值模拟；流动阻力：．II．东北大学硕士学位论文AbstractINVESTIGATIONONPERFORMANCE0FLONGITUDINAL——_FLOWHEATEXCHANGERAbstractLongitudinal'flowheatexchangerisanewtypeofheatexchanger，whichconsunleslesspumppowerthanbaffleboardheatexchangerattheexchangingsameq

4、uantityofheat．Inthispaper，thecharactersofheattransferandflowresistanceonlongitudinal-flowheatexchangerareinvestigated．111eLongitudinal．flowheatexchangeiSdifferentfromthebameboardheatexchangerinshellstructurewhichlcadtovariousflowfieldandtemperaturefield．thereforethestudyonitisundertookasf

5、0110wing：1．Thedistributionofthetemperaturefieldandflowfieldinlongitudinal．flowheatexchangeriSexploredbynumericalmethod．GenerallymenumericalstimulationonflowfieldandtemperaturefieldofshelldistanceiSbasedonporousmediummodel．Forthefirsttime，thedistributionofflowfieldandtemperaturefieldiSstim

6、ulatedwithturbulentcurrentmodelinthispaper．2．Longitudinal—flowheatexchangerandbaffleboardheatexchangerarepredigestedonthebaseoffull一scaleentity．Basedonthemodels．flowfieldandtemperaturefieldarecalculatedwithnumericalstimulationmethod．Comparedwithb锄eboardheatexchanger．thestructureoflongitud

7、inal—flowheatexchangerhassupportingtube，whichnotonlyenhanceheattransferareabutalSOhaveaneffectonremoldingandreinforcingturbulence．Atthesametime。t11edistributionofflowfieldandtemperaturefieldinlongitudinal—flowheatexchangeriSmoreuniformthanthatinbafHeboardheatexchang