收藏本站
《同济大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

气动—声学风洞热交换器的数值模拟与试验研究

李启良  
【摘要】:气动—声学风洞是开发低阻力、低噪声、稳定、安全、舒适的现代高性能汽车和轨道交通车辆的不可缺少的大型测试设施。性能良好的风洞不仅在试验段有着优良的流场品质和良好的声学性能,而且自身的能耗也较低。风洞的能耗主要来自于功率高达几千千瓦的风机。扩散段、拐角以及风扇段的气动减阻在一定程度上减少了风机的功率。热交换器是风洞必不可少的设备之一,其风阻约占风洞总阻力的10%。有效降低热交换器的风阻有利于降低风机的功率。在风洞设计和建设阶段,存在流道换热等一些亟需解决的关键技术问题。这些技术在国内基本属于空白,技术风险较大。为了降低技术风险,满足风洞试验段的性能指标,挖掘节能潜力,降低风洞投资和运行成本,本文开展了热交换器的换热、流动、振动及声学研究。 风洞热交换器不仅迎面风速变化范围大(0~12 m/s),而且高风速段远超传统热交换器。因此主要针对使用在石化、电力等行业的低迎面风速的传统热交换器的研究结果不适合风洞这样的高速和多工况场合。为此本文结合数值模拟和试验方法重点研究其换热与流动特性,目的是为风洞热交换器的优化设计提供一些依据。从数值分析的角度出发,本文首先简要分析和比较目前工程上广泛采用的三种两方程κ-ε模型;接着引入气流横刷矩形翅片椭圆管数值计算方法一单元法,对五种网格模型、两种进出口边界条件及三种两方程湍流模型进行数值计算,并把计算结果与文献[2]的试验结果进行比较。通过比较发现:采用速度进口、压力出口进行数值计算得到的结果与文献[2]的试验结果更吻合;使用标准湍流模型得到的模拟结果与文献[2]的试验结果更吻合。在探讨到比较合理的数值模型后,结合风洞热交换器的特点,使用CFD计算方法对可能放置热交换器的三个位置进行换热与流动分析,通过建立综合评价标准,指出位于拐角3和拐角4之间的过渡段2是最适合放置热交换器的位置。为了进一步明确最优位置热交换器的流动特性,本文在模型风洞中开展了热交换器的流动试验。试验指出:1.5排结构布置所对应的欧拉数较其它两种结构布置小;相同管排数下,出口速度不均匀度比进口大;相同迎面风速下,出口速度不均匀度随管排数的增加而变大。
【学位授予单位】:同济大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TK172

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 赵波;廖达雄;陈吉明;符澄;;连续式跨超声速风洞热交换器设计技术初步研究[J];空气动力学学报;2010年06期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张春雨,李妩;椭圆管矩形翅片表面换热规律的实验研究[J];动力工程;1996年01期
2 张俊杰,刘红,陈佐一;换热器管束流体激振研究的新思路[J];核动力工程;2003年06期
3 陈绳武;管壳型换热器的噪音防治[J];化工装备技术;1989年02期
4 张和平,裴威,刘洁;流体绕流椭圆管束流阻特性的数值模拟[J];淮海工学院学报(自然科学版);2004年04期
5 张春雨,李妩;排数对矩形翅片椭圆管束换热的影响[J];华南理工大学学报(自然科学版);1995年10期
6 黄素逸,廖四清;椭圆矩形翅片管采暖散热器的优化研究[J];华中理工大学学报;1994年S1期
7 李启良;赵兰萍;;矩形翅片椭圆管热交换器流动和换热特性的数值模拟[J];流体机械;2006年08期
8 徐湘波,黄锟剑;翅片椭圆管簇换热器在新风机组中的应用[J];暖通空调;1998年01期
9 丁永航;李永光;汪军;张丽华;;空气横掠矩形翅片椭圆管束换热规律的数值研究[J];能源研究与信息;2006年03期
10 张鹏,史佑吉,高伟桐,胡三季;进风角度对钢制椭圆翅片管散热器热力阻力特性的影响[J];热力发电;1997年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张来;电站直接空冷系统异型管的流动与换热特性[D];华北电力大学(北京);2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 金光;宋兴旺;王华;;高温烟气中水滴非等温蒸发的数值模拟研究[J];四川有色金属;2011年01期
2 许建柳;;复合墙体室内温度响应研究[J];四川建筑科学研究;2010年03期
3 王晓璐;黄大宇;;节能多孔砖墙体热工性能的数值计算及应用分析[J];四川建筑科学研究;2010年04期
4 周传辉;吴银光;陈华良;;双层皮玻璃幕墙风口的确定[J];四川建筑科学研究;2011年02期
5 陈威;张爱国;刘倩;戴青;;含湿多孔介质应用于建筑墙体的制冷性能分析[J];四川建筑科学研究;2011年06期
6 余鹏;唐辉强;;基于设计选型及现场实测风机单位风量耗功率的分析[J];四川建筑科学研究;2012年03期
7 鲁嘉华;张志英;;地铁岛式站台火灾环境监测与控制[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年01期
8 方武;;风管流量测量实验的设计[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年06期
9 杨启耀;张文娜;王存宝;周孔亢;;空气悬架弹性元件特性的理论研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年03期
10 马淼;田懋;景何仿;李春光;;天然河道数值模拟中网格生成中插值方法的研究及应用[J];安徽农业科学;2011年28期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王利希;周健;Jimmy Tsang;潘乐燕;;汽车空调风道设计及验收方法[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
2 栾卫涛;李永安;;空气-空气能量回收装置阻力性能的数值模拟研究[A];2011年全国冷冻冷藏行业与山东制冷空调行业年会暨绿色低碳新技术研讨会论文集[C];2011年
3 蔡明庆;刘学来;李永安;;直埋供热管道固定墩热桥能耗分析及节能措施[A];2011年全国冷冻冷藏行业与山东制冷空调行业年会暨绿色低碳新技术研讨会论文集[C];2011年
4 王沣浩;颜亮;冯琛琛;王新轲;;地源热泵岩土热响应测试影响因素分析[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
5 陈爱强;杨昭;尹海蛟;张娜;;长圆柱形果蔬冷激处理过程传热特性分析[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
6 崔帅;吴学红;苟秋平;吕彦力;朱兴旺;;球突翅片的传热与流动特性及等效热阻数值分析[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
7 苟秋平;吴学红;吕彦力;朱兴旺;;半球突开缝翅片的优化设计及性能评价[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
8 孟志强;吴学红;张文慧;吕彦力;;环境温湿度对冷藏陈列柜食品影响的三维数值模拟[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
9 罗志明;吴学红;苟秋平;崔帅;吕彦力;;小管径三角翼翅片管换热的传热与流动的数值模拟[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
10 张敏;罗毅;晏刚;;立式封闭式陈列柜送回风方式优化研究[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王革;有壁面质量注入通道流体动力学典型问题分析[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 王忠义;船用燃气轮机排气引射装置性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 付强;1000MW核电站离心式上充泵水力设计与结构可靠性研究[D];江苏大学;2010年
5 左远志;熔融盐高温斜温层混合蓄热的热过程特性[D];华南理工大学;2010年
6 杨建国;电站锅炉煤粉空气富氧直接点火技术的理论及应用研究[D];浙江大学;2010年
7 胡军强;气动—柴油混合动力发动机工作过程研究[D];浙江大学;2009年
8 刘庆堂;高压天然气管网动态模拟与壅塞流动特性研究[D];山东大学;2010年
9 霍玉双;基于力平衡条件下等离子弧焊小孔形状分析[D];山东大学;2010年
10 金玉珍;激励喷嘴作用下纱线—气流场特性研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗富强;扁管管壳式换热器数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 刘广山;流量周期性变化流场数值分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 丁铜伟;强内热源多孔介质条通道流动换热实验技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 杨文强;孔群喷注噪声理论与实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 吴曙亮;横向来流对等离子点火器点火区域的影响[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 杨青松;中小型LNG船C型独立液货舱支座设计研究[D];大连理工大学;2010年
7 王宗鹏;基于有限体积法的液滴撞击固体平壁数值模拟[D];大连理工大学;2010年
8 迟光亮;基于TRNSYS的空调系统自动控制仿真器的开发[D];大连理工大学;2010年
9 刘显龙;水下拖曳体外形设计及其水动力学性能分析[D];大连理工大学;2010年
10 李洪珠;辨识室内颗粒污染源的CFD反问题建模[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 方书起,祝春进,吴勇,牛青川,赵银峰;强化传热技术与新型高效换热器研究进展[J];化工机械;2004年04期
2 张和平,裴威,刘洁;流体绕流椭圆管束流阻特性的数值模拟[J];淮海工学院学报(自然科学版);2004年04期
3 张春雨,李妩;排数对矩形翅片椭圆管束换热的影响[J];华南理工大学学报(自然科学版);1995年10期
4 李惠珍,屈治国,程永攀,陶文铨;开缝翅片流动和传热性能的实验研究及数值模拟[J];西安交通大学学报;2005年03期
5 刘建,魏文建,丁国良,张春路;翅片管式换热器换热与压降特性的实验研究进展——实验研究[J];制冷学报;2003年03期
6 刘建,魏文建,丁国良,张春路;翅片管式换热器换热与压降特性的实验研究进展——关联式[J];制冷学报;2003年04期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 那小桃,郝卫,王宏格;电站直接空冷系统设计探讨[J];电力学报;1999年01期
2 马晓茜,梁淑华;空气横掠二种翅片管冷凝元件的对比实验[J];电站辅机;1997年03期
3 王佩璋;单机600MW大型空冷电厂的节水能力与废水零排放[J];电站辅机;2004年01期
4 续宏,于天群,彭焕炳,祁智明;6000kW机组直接空冷系统试验研究[J];山西电力;2003年03期
5 刘宝兴,蔡祖恢;空气横掠椭圆矩形翅片管束的放热和阻力性能的试验研究[J];工程热物理学报;1982年04期
6 闵敬春,陶涛,彭晓峰;椭圆管直翅换热器翅片效率的计算[J];工程热物理学报;2001年04期
7 屈治国,何雅玲,陶文铨;平直开缝翅片传热特性的三维数值模拟及场协同原理分析[J];工程热物理学报;2003年05期
8 伍小林,刘邦泉;直接空冷机组有关问题探讨[J];华北电力技术;2004年05期
9 刘邦泉;直接空冷机组的真空严密性试验方法及标准[J];华北电力技术;2004年05期
10 赵之东,杨丰利;直接空冷凝汽器的发展和现状[J];华北电力技术;2004年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 外山 昭,中山敬夫;可逆式热交换器(环流式)的研究[J];深冷技术;1975年S1期
2 ;消息与文摘[J];电站辅机;1986年02期
3 刘中厚;;锅炉、热交换器运行状态的评价和结垢速率的测定[J];工业水处理;1987年05期
4 汤姆·埃利奥特;陆平;;利用太阳能的热水装置[J];节能与环保;1989年03期
5 苏云海;钛合金板翅式换热器的制造[J];热能动力工程;1990年02期
6 尹立富;;1800kVA硅铁合金电炉烟气净化效果简介[J];建筑热能通风空调;1990年01期
7 周棣华;;切割内孔沟槽的工具[J];工具技术;1990年07期
8 田廷晨,寿荣中,何慧姗;叉流式热交换器动态特性的数值计算[J];北京航空航天大学学报;1992年04期
9 宋专茂,刘贵臣;浅谈Hoval热交换器[J];给水排水;1996年02期
10 李朝祥;蓄热式热交换器换向时间的确定[J];安徽工业大学学报;2001年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郁明俊;;一种基站机房空调节能方法的测算[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年
2 杨来福;孙蕙新;;静态混合器热交换器的设计初探[A];91'全国包装和食品机械与食品加工学术讨论会/包装和食品机械专业学会第二届学术年会论文集(第一册)[C];1991年
3 顾福明;夏伦华;;换热器管子与复合管板的焊接工艺研究[A];第十次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2001年
4 陈俊华;;磷化热交换系统的维护和改造[A];福建省科协第三届学术年会装备制造业专题学术年会论文集[C];2003年
5 ;浙江省嵊县制冷热交换器厂[A];首届海峡两岸制冷空调技术交流会论文集[C];1992年
6 伍超群;况敏;赵利;;热交换器用铜管断裂原因分析[A];全国材料理化测试与产品质量控制学术研讨会论文专辑(物理测试部分)[C];2002年
7 李丽;;青岛吉福包装有限公司洁净空调设计[A];山东省第五届制冷空调学术年会论文集[C];2004年
8 ;降低空调热交换器生产烘焙工序能耗 上海夏普电器有限公司改善QC小组[A];2005年度电子信息行业优秀质量管理小组成果质量信得过班组经验专集[C];2005年
9 ;智能机房散热节能系统[A];电子信息节能技术与产品推广应用专集[C];2009年
10 舒世安;陈红斌;;锅炉房内高位设置热交换器的方法确定[A];全国暖通空调制冷1990年学术年会资料集(上)[C];1990年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 贾书哲;空调节能清洗可提升能效10%[N];中国现代企业报;2008年
2 通讯员 钟川;武汉船机与荷兰公司“订婚”[N];中国水运报;2007年
3 本报记者 李新雄 本报实习记者 刘朝东;八菱腾飞 创新助力[N];广西日报;2006年
4 万晶;电缆铝材料替代铜将趋缓[N];中国有色金属报;2006年
5 记者 黄苗荣;热交换器用铜及铜合金无缝高翅片管研制成功[N];中国有色金属报;2005年
6 张学敏 戚鹏雄;宏磊集团自主研发新产品35项[N];中国有色金属报;2006年
7 潘斌;武汉船机迈上热交换器市场[N];中国船舶报;2007年
8 记者 尹宁静通讯员 潘晓东;先进村农民人均纯收入超万元[N];泰州日报;2008年
9 本报记者 康源;万和“铝代铜门”真相揭秘[N];中国企业报;2009年
10 高洁;一种节能降耗的酒店新设备[N];中国旅游报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄钰期;基于场协同原理的车用冷却系统流动传热耦合分析与结构优化[D];浙江大学;2010年
2 程延海;改性换热表面污垢形成及凝结传热研究[D];山东大学;2009年
3 王俊国;基于神经网络的建模方法与控制策略研究[D];华中科技大学;2004年
4 许承海;SAPMAC法大尺寸蓝宝石晶体生长的模拟分析与应用研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
5 叶粮;混联式冷凝器的可视化研究与传热分析[D];重庆大学;2009年
6 蒋显全;Al0.2Mn0.3Fe翅片铝箔的组织和性能研究[D];四川大学;2006年
7 刘圣春;超临界CO_2流体特性及跨临界循环系统的研究[D];天津大学;2006年
8 肖宝兰;车辆典型热交换器流动传热微观机制研究及性能优化[D];浙江大学;2010年
9 余疆江;热水太阳池在西藏当雄错盐湖卤水提锂中的应用研究[D];成都理工大学;2013年
10 隋丹婷;堆芯上腔三维化的池式快堆系统分析软件开发[D];华北电力大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宗慎强;环境可控鲜活水产品运输车关键技术研究[D];扬州大学;2012年
2 王云;汽车热交换器的传热和阻力特性研究[D];重庆大学;2013年
3 李建宏;热交换器信息管理系统的分析与设计[D];南京航空航天大学;2003年
4 汤中原;浸没光刻机浸液温控实验装置设计与分析[D];华中科技大学;2013年
5 侯学东;飞机环境控制系统的仿真研究[D];南京航空航天大学;2010年
6 王廷伟;闭式热源塔内宽翅片热交换器换热性能分析[D];湖南大学;2013年
7 龙一兵;发动机与液力缓速器热交换系统的传热性能研究[D];吉林大学;2008年
8 李启良;气动—声学风洞热交换器的数值模拟与试验研究[D];同济大学;2007年
9 张文艺;基于日光温室湿度模型的热交换除湿研究[D];中国农业科学院;2006年
10 邓时秋;热交换系统在电子设备热设计中的应用研究[D];武汉理工大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026