KLQ518翅片管式換熱器傳熱與流動(dòng)特性數(shù)值模擬研究.pdf

1、翅片管式換熱器作為高效的換熱設(shè)備，廣泛應(yīng)用于能源動(dòng)力、暖通空調(diào)、石油化工、車輛船舶等領(lǐng)域中。本文研究的KLQ518型翅片管式換熱器是大型低速船舶渦輪增壓柴油機(jī)的中冷器，它通過(guò)冷熱流體熱交換來(lái)降低柴油機(jī)的進(jìn)氣溫度，實(shí)現(xiàn)了提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率、改善動(dòng)力性、減低燃油消耗的目的。本文通過(guò)Fluent軟件對(duì)翅片管空氣側(cè)、換熱器整體以及多種強(qiáng)化換熱型翅片的換熱與流動(dòng)特性進(jìn)行數(shù)值模擬研究。本文主要工作如下：
　　針對(duì)廠家提供的DS150型翅片初始模型

2、，結(jié)合j/f評(píng)價(jià)因子，分析不同的開(kāi)縫中心距T、開(kāi)縫高度H和開(kāi)縫夾角θ等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)換熱和流動(dòng)性能的影響，得出性能最優(yōu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)結(jié)果。
　　結(jié)合多孔介質(zhì)模型理論，本文對(duì)翅片管式換熱器的空氣側(cè)和水側(cè)整體進(jìn)行仿真模擬研究，擬合出空氣側(cè)壓力降與入口速度之間的關(guān)系。
　　強(qiáng)化換熱技術(shù)能增大換熱器在單位時(shí)間、單位體積內(nèi)的換熱量，對(duì)翅片管式換熱器效率的提高具有十分重要的意義。本文對(duì)強(qiáng)化換熱的目的和途徑、強(qiáng)化換熱的機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)闡述，介紹了三

3、種典型的強(qiáng)化換熱翅片：波紋型翅片、間斷型翅片（百葉窗型）和帶渦流發(fā)生器型翅片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，從換熱和流動(dòng)的角度將三種強(qiáng)化換熱翅片與普通平直翅片進(jìn)行對(duì)比分析。
　　模擬結(jié)果顯示了流體域流線、溫度、壓力和速度分布情況，發(fā)現(xiàn)隨著雷諾數(shù)Re的增大，進(jìn)出口壓降和換熱量都是在增加的，但j/f因子是在減小的。
　　整體仿真結(jié)果表明空氣側(cè)基管背部速度發(fā)生分離，出現(xiàn)明顯渦流區(qū)；水側(cè)端蓋和回程水蓋處產(chǎn)生一定的二次流，不利于流動(dòng)