板式換熱器流固耦合分析及結構參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、隨著能源資源的日益減少，價格持續(xù)上漲，以及環(huán)境、生態(tài)和社會經濟問題惡化嚴重，越來越多的國家充分意識到節(jié)能的重要性。在傳熱過程中減少能量在熱工設備中的消耗，強化能源的高效利用率是減少能源動力需求、節(jié)約成本和降低功耗損失的重要舉措。論文應用數(shù)值模擬方法對板式換熱器進行流固耦合分析，以冷熱雙流體通道模型為研究對象，模擬分析板式換熱器的流場和波紋板片的結構（應力應變）場，采用非線性序列二次規(guī)劃算法優(yōu)化了波紋板結構參數(shù)和流體入口速度。
　　

2、論文建立了更加符合板式換熱器實際應用情況的換熱簡化模型，由三片換熱板組成的冷熱雙流體通道模型，流體之間互不摻雜地在自己的通道內流動，傳熱過程為冷熱流體通過二者之間的換熱板片耦合換熱。
　　以冷熱雙流體通道模型為研究對象，應用 FLUENT軟件模擬分析板式換熱器流動和傳熱及阻力壓降特性。從速度場、壓力場和溫度場的分析中了解板間流體的流動特性，并深入研究了冷熱流體的入口速度，波紋板片的波紋傾角與節(jié)高比對傳熱特性和壓降及阻力特性的影響規(guī)

3、律。
　　基于FLUENT軟件對雙流體通道耦合換熱模型的單相流的流體分析，把流體分析所得數(shù)據(jù)作為載荷施加到波紋板片上，應用ANSYS Workbench軟件對板式換熱器的波紋換熱板片進行結構靜力分析，分析了換熱板片在流體動載荷的作用下產生的應力、應變及總變形情況。
　　以板式換熱器傳熱過程中產生的壓降和火積耗散最小為目標函數(shù)對換熱板結構參數(shù)進行優(yōu)化研究。首先，應用實驗設計（DOE）法對波紋角、波紋節(jié)高比、流體速度三個設計變量