管式換熱器的動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、管式換熱器是工業(yè)上常用的余熱回收裝置，在實(shí)際運(yùn)行中，其各種條件不會(huì)一成不變，時(shí)刻處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。如何控制換熱器運(yùn)行在最佳工況，對于新設(shè)計(jì)的換熱器，如何得到其動(dòng)態(tài)特性參數(shù)以幫助設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)，都需要對換熱器的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行研究。本文將以常用的三種管式換熱器為主要對象，采用模塊化建模的方法，研究其集總參數(shù)建模方法并設(shè)計(jì)MATLAB/Simulink通用程序。圍繞這個(gè)目標(biāo)，本文開展了如下工作:
　　1)以單根叉流換熱管為基礎(chǔ)模塊，建立

2、了動(dòng)態(tài)控制方程，提出了對于典型工況下的單根換熱管動(dòng)態(tài)建模必須分段處理，每段長度不得超過1米，每段內(nèi)可認(rèn)為被加熱介質(zhì)溫度線性分布，吸熱均勻。
　　2)使用通用CFD軟件Fluent求取換熱器的靜態(tài)工作點(diǎn)，結(jié)合理論計(jì)算驗(yàn)證了其結(jié)果可靠。使用MATLAB/Simulink軟件建立了動(dòng)態(tài)控制方程的求解模型，其擾動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過Fluent軟件驗(yàn)證可靠。
　　3)以單根叉流換熱管的MATLAB/Simulink求解模型為基礎(chǔ)模塊，以等效

3、換熱管的方式，通過不同的串并聯(lián)方式分別建立了工業(yè)上常用的多組二行程逆叉流換熱器、單組四行程逆叉流換熱器、單組四行程叉流換熱器的動(dòng)態(tài)仿真模型，使用Fluent軟件求取其靜態(tài)工作點(diǎn)，并驗(yàn)證結(jié)果，通過擾動(dòng)實(shí)驗(yàn)，分別得出其動(dòng)態(tài)特性參數(shù)和傳遞函數(shù)。
　　4)對比三種形式換熱器的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，分析其動(dòng)態(tài)特性的優(yōu)劣。以增加空氣出口溫度對擾動(dòng)的自衡度為準(zhǔn)，對換熱器的設(shè)計(jì)提出以下建議:
　?、僖黾訉α髁繑_動(dòng)的自衡度，需增加流道，即空氣增加每