酒窩板強化換熱的數(shù)值模擬.pdf

1、板式換熱器廣泛應用于工業(yè)生產的各個領域，研究其性能以便設計出更新穎的高效換熱器，是能源有效利用及開展節(jié)能減排的有效措施。 本文開發(fā)了一種全新的換熱板片——酒窩板，并以平板和十五種不同結構尺寸的酒窩板為研究對象，利用Fluent商業(yè)軟件對以水為介質的兩種類型的換熱設備在不同雷諾數(shù)條件下的換熱及流動特性進行了三維數(shù)值模擬。根據(jù)研究對象的具體特點，針對不同流態(tài)分別采用層流、RNG k-ε湍流模型進行計算。 首先，模擬計算出了不

2、同窩徑、窩高、窩距組成的十五種結構形式的酒窩板換熱器流道內流體的溫度場、速度場和壓降分布。通過數(shù)據(jù)分析，從中得到各酒窩板的壁面換熱量、壓力損失、阻力系數(shù)等。從而得出窩徑、窩高、窩距對酒窩板換熱及流動特性的影響，以及酒窩板換熱和流動阻力達到最佳匹配時的最佳窩徑、窩高、窩距，從理論上探討了其強化傳熱機理。 其次，作為對比的基礎，本文對相應條件下平板板式換熱器的換熱及流動特性進行了模擬計算，得出平板壁面換熱量、壁面努塞爾數(shù)、進出口壓差

3、和阻力系數(shù)的變化曲線，并將酒窩板和平板的熱力性能進行比較，證明了酒窩板強化換熱的效果。 最后，將酒窩板和平板的數(shù)值模擬結果與實驗數(shù)據(jù)進行比較分析，表明數(shù)值模擬結果與實驗結果比較吻合，進一步驗證了數(shù)值模擬的可靠性。另外，將最佳規(guī)格的酒窩板與波紋傾角為β=60°時的波紋板進行了熱性能評價，得出結論：在考慮了泵功率消耗時酒窩板的熱效率與波紋板的熱效率很接近。但酒窩板在制造工藝上具有加工方便、不易變形、承壓能力強等優(yōu)點。所以綜合評價：酒