关于可拆全焊接板式换热器的传热特性

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1、第42卷第7期化学工程Vo1．42No．72014年7月CHEMICALENGINEERING(CHINA)Ju1．2014可拆全焊接板式换热器的传热特性栾辉宝，陈斌，郑伟业，夏晓宇，陶文铨(1．中国船舶重工集团公司第七一一研究所，上海201108；2．西安交通大学能源与动力工程学院，陕西西安710049)摘要：对可拆全焊接板式换热器内的传热流动特性进行了数值模拟及实验研究。采用SOLIDWORKS软件对单个流道进行了无简化、全尺度的实体建模；采用ICEM软件进行了网格划分，网格数目3100万；采用FLUENT软件进

2、行求解。并通过换热器样机进行中试规模的水水传热实验来验证模拟结果。样机采用相同板片，板片数目102片。通过对比发现，在雷诺数m为5o0—6000的范围内，数值模拟结果与实验结果误差在15％以内。模拟结果可以作为该类产品工业应用中设计选型及优化的依据。关键词：板式换热器；数值传热；CFD；实验中图分类号：TK124文献标识码：A文章编号：1005-9954(2014)07-0032-05DoI：10．3969／j．issn．1005-9954．2014．07．007Heattransfercharacteristics

3、indismountableal1．weldedplateheatexchangerLUANHlli-bao，CHENBin，ZHENGWei-ye，XIAXiao-yu，TAOWen-quan(1．ShanghaiMarineDieselEngineResearchInstitute，Shanghai201108，China；2．SchoolofEnergyandPowerEngineering，XianJiaotongUniversity，Xian710049，ShaanxiProvince，China)Abst

4、ract：Thenumericalsimulationandexperimentofheattransferandfluidflowinthedismountableall-weldedplateheatexchanger(DAPHE)wereperformed．Thethree-dimensionalgeometrywithoutanysimplificationwasmodeledbysoftwareSOLIDWORKS．ThegeometrywasmeshedbysoftwareICEMandthegridnu

5、mberwasabout31million．ThecasewassolvedbysoftwareFLUENT．Awater—waterheattransferexperimentwasconductedwithaheatexchangerprototypewith102similarplates．Itshowsthattheerrorbetweennumericalandexperimentalresuhscanbecontrolledwithin±15％whentheReynoldsnumberrangesfrom

6、500to6000．ThenumericalsimulationisareliabletoolforsizingandoptimumdesignofaDAPHE．Keywords：plateheatexchanger；numericalheattransfer(NHT)；CFD；experiment板式换热器具有换热效率高，易拆洗维护，板式换热器的传热系数是管式换热器的3—5倍。容易扩容等优点，已经在各个行业得到广泛应用。数值模拟研究不仅可以得到换热器的平均传热可拆全焊接板式换热器的出现，大大拓宽了板式换系数，而且可

7、以得到局部传热系数，为板型结构优化热器的应用领域。工作压力可达4．5MPa，温度可提供借鉴意义，节约成本，省时省力。数值模拟离不达400~C。全焊接板式换热器的板间结构是复杂的开实验研究，数值计算的准确性往往也需要通过与网状流道，这种结构能有效地促使流体产生湍必要的实验结果做比较才能确认。Bhutta等总结流。对于板式换热器内流动，通常认为雷诺数了计算流体力学(CFD)在换热器模拟中的应用。Re<10时为层流；Re>500时为湍流；Re在10_500CFD多用于单相换热模拟。对于板式换热器内流之间为过渡流态。在相同的

8、压降约束条件下，动换热的数值模拟，Ciofalo等对于波纹板片构成收稿日期：2013—12-03基金项目：国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2013CB228304)；浙江省低碳脂肪胺工程技术研究中心(2012E10033)开放课题资助作者简介：栾辉宝(1983一)，男，博士，从事新型高效换热器的开发与研究，电话：(021)313