基于计算流体力学数值模拟的板式换热器传热与流动分析及波纹参数优化-论文.pdf

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1、第51卷第12期机械工程学报V01.51No.122015年6月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGJun.2015DoI:10.3901/JME.2015.12.137基于计算流体力学数值模拟的板式换热器传热与,JIL动分析及波纹参数优化水张晶文珏赵力李德育2王f1.天津大学中低温热能高效利用教育部重点实验室天津300072;2.天津市津能技术中心天津300384)摘要:基于计算流体力学(Computationalfluiddynamics,CFD)方法对板式换热器整板和

2、局部计算域进行数值模拟。建立10001/111"1数量级冷热双流道的人字形板式换热器整板片的流动及换热计算模型,利用FLUENT软件对集中供暖系统中的水一水换热工况进行模拟研究,分析冷热流体在换热器中的流动形态以及换热情况;与此同时建立200mmx200mnl冷热双流道的局部计算域模型,对不同波纹倾角,波纹截距的板片单元进行模拟分析,根据波纹参数对板式换热器的流动及换热情况的影响优化波纹参数。结果表明,整板LPM77板片流道中流体分布十分不均,且人字形尖点和流道边缘处流速较低,湍流程度较小,换热效

3、果较差;随着波纹倾角增大,板片换热能力先增后减,极值点在等于6O。左右,流体的压降同样先增后减,然而压降的最大值点出现在60。之后。综合考虑换热情况以及流动压降,一般工况下波纹倾角选择在60。左右较为适宜;随波纹截距增大,流体的换热性能以及流动压降均呈现降低趋势,波纹截距对压降的影响程度大于波纹倾角对其的影响。关键词:板式换热器;数值模拟;双流道;波纹参数优化中图分类号:TG156HeatTransferandFlowAnalysisandCorrugationParametersOptimiza

4、tionofthePlateHeatExchangerBasedonComputationalFluidDynamicsNumericalSimulationZHANGJingWENJueZHAOLiLIDeyuWANGYi(1.KeyLaboratoryofEficientUtilizationofLowandMediumGradeEnergy(TialnjinUniversity),MinistryofEducation,Tianjin300072;2.TianjinEnergyTechnol

5、ogyCenter,Tianjin300384)Abstract:P1ateheatexchangerfPHEissimulatedbasedonthecomputationalf1uiddynamics(CFD)method.A10001TI1TI.order-of-magnitudecalculationmodelisestablishedforfluidflowandheattransferincoldandhotflowchannelsofachevrontypePHE.Theflowpa

6、aernandheattransfere伍ctofthecoldandhotfluidsareanalyzedunderthewater-to—waterheattransferconditioninthecentralheatingsystembyusingthesimulationsoftware。FLUENT:Atthesametime,the200mmx200tonidouble.channelcalculationmodelsofthelocalcomputationdomainsfor

7、thePHEaresimulatedatdiferentcorrugatedinclinationangle矗andpitchA.Thecorrugationparametersareoptimizedaccordingtotheirinfluencesonthefluidflowandheattransfer.Theresultsshowthatanobviousnon-uniformityoftheflowdistributionexistsinthewholeplatenamedLPM77.

8、TheflowrateofthefluidislowatthesharppointOftIlechevron.typeandattheedgeoftheflowchanne1.whichleadstothelowdegreeofturbulenceandpoorheattransferefect;wi廿1theriseofthecorrugatedinclinationangle,theheattransferabilityandthepressuredropbothincreas

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