基于FLUENT的换热设备中并联管组均流模型设计.pdf

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1、机械设计与制造第5期150MachineryDesign&Manufacture2015年5月基于FLUENT的换热设备中并联管组均流模型设计杨程，牛永江，罗海玉，李奇军(天水师范学院机电与汽车工程学院，甘肃天水741000)摘要：基于流体动力学基本原理和FLUENT软件，以并联管组的支管直径为设计参数，利用敏感性分析法确定敏感参数。通过多元线性拟舍得出流量分布不均匀系数与敏感参数的二元三次关系式，计算得出当流量分布不均匀系数在敏感参数取值范围内取最小值时的支管直径大小。利用FLUENT对同尺寸并联管组的流量分

2、布不均匀系数进行验证计算。计算结果表明：优化后的流量分布不均匀系数比优化前降低了68．2％，提高了并联管组的流量分布均匀性，为今后并联管组的工程设计提供了一种方法。关键词：并联管组；敏感性分析；流量分布不均匀系数；多元线性拟合中图分类号：TH16；TK51文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)05—0150—06TheDesignofUn_fOrmTubeFlowRatesModelforParallelTubesofHeatExchangersBasedontheFLUENTYANGCheng

3、，NIUYong-jiang，LUOHai-yu，LIQi~un(CollegeofMechatronicsandAutomobileEngineering，TianshuiNormalUniversity，GansuTianshui741000，China)Abstract：hcarriesouttheworkbasedonthebasicprincipleofhydromechanicsandFLUENT．F／rstry，thesensitiveparametersaredeterminedbytaking

4、thetubesdiameterfordesignparametersandanalyzingthesensitiveparameters．Then，obtainsabinarycubicrelationbetweenthenon-uniformityandthesensitiveparametersbymultiplelinerfitting，andthetubesdiameterwhentheminimumNon-uniformityinthevaluerangeofthesensitiveparamete

5、rs．Next．thenon-uniformityofthes口sizeparalleltubesiswo~edoutbyFLUNET．Theresultshowsthatthenon-uniformityisdecreasedby68．2％q加roptimizationdesign．itimprovestheunifotubeflowrates．Itprovidesamethodfortheparalleltubesdesignatior~KeyWords：ParallelTubes；SensitiveAna

6、lysis；Non-Uniformity；MultipleLinerFitting与三维CFD的计算结果做了对比。文献寸热交换设备中并联1引言管组内流体的流动特}生进行了实验研究，通过在分流集箱中插入并联管组广泛运用于各种换热设备(冷凝器、蒸发器和太阳一根多孔的圆管使并联管组的流量分布较均匀。能集热器阵列等)中，但通常并联管组的流量分布并不均匀。如果随着近代计算机技术的飞速发展，商业CFD软件大量的运并联管组设计或使用不合理，有时就会出现某些支管中的流量非用到了科学研究的领域。文献口嚼f微型并联管组进行了研究，

7、利常小甚至逆流的现象，从而影响了换热设备的效率。在锅炉过热用CFD技术提出了一种对集箱形状的优化方法。文献【嘴分流集器中如果出现流量非常小或者流路短路，导致过热器表面受热不箱的轮廓分别设定为线性和非线性的曲线，并利用CFD得出了均匀，很容易发生爆管事故，极大的威胁到了生产安全。其流量分布均匀系数。文献【t汽车加热器的U型并联管组分配针对以上所出现的问题，国内外的学者们对并联管组在理集箱中加入一个导流板，然后利用FLUENT计算得出了支管流论和实验方面做了大量的研究工作。文献[_3疆过建立集管内单相量分布，进而得

8、出导流板在分配集箱中的最佳位置。文献【锅流体流动的几何与数学模型，得出了电站锅炉分流与汇流集管内炉再热器进行了理论分析与FLUENT仿真，得出H型并联管组单相流体的流动特f生并进行了实验研究。文献导出了单相流体比其他型式的流量分布更加均匀。文献【对板翅式热交换器中并在并联管组分配集箱中流动特f生的离散数学模型及其求解方法。联管组内的蒸汽进行了FLUENT仿真，并得出了并联管组中蒸文献考