人字形板式換熱器的大渦模擬研究.pdf

1、板式換熱器流道結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其內(nèi)部的流動(dòng)可能具有很強(qiáng)的各向異性，而大多數(shù)學(xué)者選用的RANS湍流模型對(duì)各向異性湍流描述得不夠準(zhǔn)確。為此，本文建立了完整結(jié)構(gòu)的人字形板式換熱器幾何模型，采用可以描述湍流各向異性的LES湍流模型對(duì)其進(jìn)行數(shù)值模擬。主要工作如下:
　　(1)人字形板式換熱器數(shù)值模擬模型的適用性研究。分別采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型（RANS模型中的一種）、LES湍流模型對(duì)單流道55°人字形板式換熱器的流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬，并與PIV實(shí)驗(yàn)結(jié)

2、果進(jìn)行比較。發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型下的計(jì)算結(jié)果與PIV實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較差，LES湍流模型下的計(jì)算結(jié)果與PIV實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。說明對(duì)于板式換熱器中這種具有很強(qiáng)各向異性特點(diǎn)的流動(dòng)，需要拋棄RANS湍流模型，采用LES模型，為以后板式換熱器數(shù)值模擬研究的模型選擇提供依據(jù)。
　　(2)人字形板式換熱器內(nèi)流動(dòng)和傳熱特性研究。采用LES湍流模型分別對(duì)完整結(jié)構(gòu)的25°人字形板式換熱器和55°人字形板式換熱器的三流道模型進(jìn)行數(shù)值模擬，對(duì)流型、速度

3、、熱通量、速度脈動(dòng)、湍流動(dòng)能、溫度、溫度脈動(dòng)、熱流密度進(jìn)行了分析。發(fā)現(xiàn)換熱面上熱通量的大小與換熱面附近流體的速度有關(guān)，平行于換熱面的速度和垂直于換熱面的速度越大，換熱面上熱通量越大。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)板式換熱器內(nèi)的湍流動(dòng)能、均方根脈動(dòng)溫度是由X、Y兩個(gè)方向的均方根脈動(dòng)速度決定。為進(jìn)一步提高板式換熱器的熱通量、研究其傳熱機(jī)理打好了基礎(chǔ)。
　　(3)波紋傾角對(duì)板式換熱器流動(dòng)和傳熱的影響研究。將25°人字形板式換熱器和55°人字形板式換熱器的大