基于管排组合的分离式热管换热器的数值模拟.pdf

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1、2011年第39卷第7期流体机械83文章编号：1005—0329(2011)07—0083—04基于管排组合的分离式热管换热器的数值模拟赵展，金苏敏(南京工业大学，江苏南京210009)摘要：利用Fluent软件对不同管排组合方案下的分离式热管换热器的蒸发段进行了数值模拟，得出并比较了各管排组合方案下的温度分布、速度分布和压力分布图，发现了管排组合主要影响传热能力和温度分布而对压力降的影响很小。模拟结果与传热理论相符，并且印证了理论计算的结论，即：“单对单”方案热回收量最大，但安全效果不好；“整体对整体”方案的安全效果好，但热回收量最小；“混合”方

2、案能同时满足安全效果和较大的热回收量，效果最优。关键词：分离式热管；管排组合；低温腐蚀；数值模拟中图分类号：TK172．4文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2011．07．019NumericalSimulationforSeparateTypeHeatPipeExchangerBasedonTubeArraysCombinationZHAOZhan，JINSu—min(NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China)Abstract：Theevaporato

3、rofseparatetypeheatpipeheatexchangerunderdiferentschemesoftubearrayscombinationwassim-ulatedbytheFluentsoftware，thevariousdistributionmapsoftemperature，velocityandpressurewereobtainedandcompared，thephenomenonthattubearrayscombinationhasmain'influenceonheattransfercapacityandte

4、mperaturedistributionandlittleinfluenceonpressuredropWasfound．Thesimulationresultsagreetothetheoryofheattransfer，anddemonstratetheconclusionsoftheoreticalcalculation，i．e．，thesingle—to—singleschemehasmostheattransfercapacityandworstsafetyefect，theentirety—to—entiretyschemehasle

5、astheattransfercapacityandbestsafetyefect，whilethemixschemehasbothmoreheattransferca—pacityandbettersafetyefect，itsefectingeneralisoptima1．Keywords：separatetypeheatpipe；tubearrayscombination；lowtemperaturecorrosion；numericalsimulation1前言迎风面第一排管内工质温度不宜过高，温度高则相应的工质压力就大，大到一定程度就会产

6、生爆热管换热器除了具有高效换热、安全可靠的管现象；末排管壁温度应在露点温度以上，否则硫优点外，更为重要的是热管管壁的温度可以调节酸蒸汽将会在管壁凝结，从而腐蚀管壁，这就是所到废热热源的露点之上，从而防止露点腐蚀，降低谓的低温腐蚀。为了进一步研究这种分离式热管工质蒸汽压力，提高设备的安全，保证设备的长期换热器的调温方法，本文设计一个热管余热锅炉运行。关于调整壁温的研究，国内外的学者已经模型，并且对各种管排组合方案下的热管换热器做了很多工作¨～’J，南京工业大学空调制冷研究蒸发段进行Fluent数值模拟。所提出一种新型的调温方法，这种方法是在“烟气废热

7、热管溴化锂制冷机”的研究过程中，考虑2换热器模型将分离式热管换热器的管排进行不同的组合，从而达到控制工质温度和壁面温度的目的J，即：热管余热锅炉的工作原理是利用分离式热管收稿日期：2011—02—22修稿日期：2011—06—19基金项目：国家自然科学基金项目(No．50676041)。FLUIDMACHINERYVo1．39，No．7，2011的工质从热侧吸收烟气的热量，传递给冷侧的水产生水蒸气。热管工质为水，材料为碳钢，换热器3组合单元的热侧管外焊接圆形翅片，冷侧为光管，采用整体将整个热管换热器的l6排管分成若干组，每汽包式结构。表1列出了换热

8、器的主要参数。表1换热器主要参数一组称为组合单元。每一个组合单元，共用一个上升管和一个下降管，蒸发段和冷凝段的管排可参数数