環(huán)形內(nèi)肋管內(nèi)流動(dòng)與傳熱問(wèn)題的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、換熱器是電力、石油、化工、冶金和機(jī)械等行業(yè)中普遍采用的換熱設(shè)備,它不僅是保證工程設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的不可缺少的部件,而且在金屬消耗、動(dòng)力消耗和投資方面也占有較大的比例.在諸多類型的換熱器中,管殼式換熱器是應(yīng)用最為普遍的一種,如化工廠中的加熱器、冷卻器,電廠中的冷凝器、冷油器和回?zé)峒訜崞鞯?為了提高換熱器的效率、減少能源的消耗、國(guó)內(nèi)外在強(qiáng)化換熱管的傳熱,以及新型高效、結(jié)構(gòu)緊湊的換熱器的研制方面開(kāi)展了大量的研究工作,出現(xiàn)了多種強(qiáng)化傳熱的換熱元件.

2、內(nèi)肋管就是其中之一,其優(yōu)越性已經(jīng)在生產(chǎn)實(shí)際中得以體現(xiàn).該文介紹并研究了一種效率較高的內(nèi)肋管一環(huán)形內(nèi)肋管.強(qiáng)化換熱的研究有實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬兩種方法.實(shí)驗(yàn)方法可以獲得比較符合實(shí)際情況的數(shù)據(jù),但其耗費(fèi)的成本較大;而數(shù)值模擬較為方便、經(jīng)濟(jì),可以為理論分析提供一定的參考.該文采用了實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對(duì)環(huán)形內(nèi)肋管強(qiáng)化換熱進(jìn)行了研究,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證.該文通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究,分析了內(nèi)肋肋徑、內(nèi)肋節(jié)距對(duì)換熱系數(shù)和換熱熱阻的影響.另

3、一方面采用數(shù)值模擬中的有限元分析方法,對(duì)環(huán)形內(nèi)肋管內(nèi)的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行了模擬,對(duì)在不同流速下,內(nèi)肋肋徑和內(nèi)肋節(jié)距變化對(duì)換熱系數(shù)和換熱熱阻的影響進(jìn)行了探討和研究,并與其它換熱元件的強(qiáng)化方法進(jìn)行了對(duì)比,分析了環(huán)形內(nèi)肋管的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn).實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬結(jié)果表明,在一定流速下,適當(dāng)?shù)沫h(huán)形內(nèi)肋管的肋徑和節(jié)距是強(qiáng)化換熱的關(guān)鍵.采用較大的肋徑和較小的節(jié)距均可使換熱系數(shù)提高,但同時(shí)卻均使換熱熱阻增大.因此在進(jìn)行換熱器設(shè)計(jì)時(shí),必須從增強(qiáng)換熱和盡可能減少流