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《山东大学》 2012年
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新型复合人字形板式换热器传热与流动理论分析及实验研究

郭春生  
【摘要】:目前中国正面临着环境污染、能源紧张和节能减排的多重压力,能源供应成为制约我国经济发展的瓶颈。因此如何有效的利用能源和节约能源成为保证国民经济不断向前发展的重要因素。板式换热器作为一种传热性能优越的热动力元件,广泛的应用于石油、化工、动力、制冷和食品加工等行业,因此研究强化传热技术、开发新型的、紧凑的、高效的板式换热器,提高板式换热器的换热性能,减少换热过程中的能量损失,具有十分重要的意义。本文提出了一种新型复合人字形板式换热器,采用理论分析、数值模拟及实验研究相结合的方式对其换热特性和阻力特性展开了研究。 首先,依据一定假设对板式换热器进行简化,建立了完整流道的板式换热器模型,在考虑介质流体物性变化和流体与固体耦合换热的基础上,使用RNG k-ε湍流模型、换热面网格加密技术、边界层网格技术及GGI(general grid interface)网格链接技术,模拟分析了1-1程三流道板式换热器模型。通过对数值模拟结果的分析,得到了包括:大小波纹比例、波高、波纹密度及波纹倾斜角度在内几个重要几何参数对复合人字形板式换热器流动与传热特性的影响规律;同时讨论分析了复合人字形板式换热器流道内介质流动形态、速度分布、压力分布、和温度分布以及换热面的温度分布和热流分布情况。 基于场协同原理,综合考虑速度场、温度场及压力场三场的协同性,分析了波纹倾斜角度对新型复合人字形板式换热器的协同性影响,结果显示:波纹倾角在30°-70°范围内,倾角为30。的复合人字形板式换热器三场协同性最佳。 根据(?)耗散原理,定义了评价换热器性能的(?)耗散均匀性系数。火积耗散均匀性系数代表换热器内(?)耗散分布情况,当换热器内(?)耗散分布均分时,换热器总的(?)耗散最小;同时定义了(?)耗散的分配率,其代表换热器内由温差引起(?)耗散与由阻力引起(?)耗散之间的比例关系。复合人字形板式换热器的(?)耗散均匀性和(?)耗散分配率分析结果表明:在对流换热过程中(?)耗散与系统有用能损失存在对应关系,火积耗散最小意味着系统有用能损失最少;同时(?)散与系统(?)耗散均匀性也存在对应关系,系统(?)耗散越均匀意味其(?)耗散越小,即系统有用能损失最少。随着雷诺数的增加,在总的(?)耗散中,由阻力引起的(?)耗散比重逐渐增大。 通过建立复合人字形板式换热器实验系统,对复合人字形板式换热器进行了水-水及油-水实验研究,得到了流体在这种换热器内的换热准则方程和流动特性方程。实验结果和数值模拟结果均表明:复合人字形板式换热器的综合性能与传统人字形板式换热器相比优势明显。 最后,本文研究了复合人字形板式换热器内的气液两相流动与传热,给出了不同蒸汽入口速度和蒸汽入口体积含气量的影响规律。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TK172

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周明连;板式热交换器流动分布的理论分析与实验研究[J];北方交通大学学报;2001年01期
2 徐志明;王月明;张仲彬;;板式换热器性能的数值模拟[J];动力工程学报;2011年03期
3 过增元,周维强,布卫红;来流温度不均匀时叉流换热器的热分析[J];工程热物理学报;1985年01期
4 罗棣庵,焦芝林,顾传宝;超低流阻板式换热器的实验研究[J];工程热物理学报;1987年03期
5 罗棣庵,龚茂勤;人字波纹和百叶窗连续翅片管束内传热、流阻和流型的研究[J];工程热物理学报;1990年01期
6 过增元,庄文红;对流换热的物理机制分析及其应用[J];工程热物理学报;1992年01期
7 詹宗勉,袁金良,潘延龄;评价板式换热器传热及流阻综合性能的方法[J];工程热物理学报;1992年04期
8 熊大曦,李志信,过增元;换热器的效能与熵产分析[J];工程热物理学报;1997年01期
9 张力,谷操,顾维藻,刘文艳;连续型与打孔型波纹传热表面热力性能试验研究[J];工程热物理学报;2001年S1期
10 徐向华,梁新刚,任健勋;空气冷凝换热器模拟中几个问题的研究[J];工程热物理学报;2005年06期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 张冠敏;复合波纹板式换热器强化传热机理及传热特性研究[D];山东大学;2006年
2 冷学礼;振动圆管外强化传热机理及污垢生长特性研究[D];山东大学;2007年
3 吴华新;空气—水介质板式换热器流动与传热特性研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 曲宁;板式换热器传热与流动分析[D];山东大学;2005年
2 张明艳;换热器性能测试系统的设计与开发[D];兰州理工大学;2006年
3 王立新;回路型重力热管蒸发腔沸腾传热的FLUENT数值分析[D];浙江大学;2006年
4 郭荣春;板式换热器测试系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
5 张海泉;板式换热器热工与阻力性能测试及计算方法研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
6 何庆琼;复合波纹板式换热器换热与阻力特性研究[D];山东大学;2007年
7 蔡毅;板式换热器性能的数值模拟和实验研究[D];北京化工大学;2008年
8 崔立祺;基于FLUENT的板式换热器三维数值模拟[D];浙江大学;2008年
9 黄莉;板式换热器波纹参数优化的数值模拟试验研究[D];北京化工大学;2010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 刘琼;俞芙芳;;打印机插销塑料件注塑模具设计[J];工程塑料应用;2008年09期
3 刘琼;林永南;俞芙芳;;新型塑料过滤烟嘴模具设计[J];工程塑料应用;2009年02期
4 曾强;;多状态可换零件在注塑模设计中的应用[J];工程塑料应用;2011年08期
5 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
6 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
7 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
8 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
9 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
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 李相发;姜周曙;江爱朋;吴筱骏;王剑;;大型板翅式换热器气阻特性测控系统的开发[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
3 曹阳;董峰;张福生;;基于PXI模块化仪器的智能ERT系统[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
4 刘孝根;彭小敏;顾玉钢;倪利刚;张明然;;一种计算对流换热系数的方法[A];全国第四届换热器学术会议论文集[C];2011年
5 王立新;;空冷器环肋的熵最小化原理分析[A];全国第四届换热器学术会议论文集[C];2011年
6 黄蕾;黄庆军;;板式热交换器板片参数的分析研究[A];全国第四届换热器学术会议论文集[C];2011年
7 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
8 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
9 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
10 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
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 谷海峰;密度锁内水力特性的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 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
5 潘健怡;铝合金型材挤压的数值模拟及模具结构优化研究[D];华南理工大学;2010年
6 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
7 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
8 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
9 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
10 刘亦安;基于太赫兹技术的多相流检测研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蒋晶晶;糙率变化对圣维南方程组数值解的影响[D];郑州大学;2010年
2 姜英芳;交汇式溢洪道模型试验研究和数值模拟[D];郑州大学;2010年
3 姜逢章;蜂窝板传热元件的性能研究[D];郑州大学;2010年
4 王鸿雁;气液两相弹状流在摇摆条件下的运动特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 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
6 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
7 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
8 刘佳;非能动安全系统换热器的强化传热方法[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 李铁军;多级除尘器气动性能分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 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
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周明连;板式热交换器流动分布的理论分析与实验研究[J];北方交通大学学报;2001年01期
2 张力,曲明道,吴炜;JC2002型传热表面性能实验研究[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1996年01期
3 朱连章,王冬梅,章东升;计算机数据采集系统中的精度问题研究[J];兵工自动化;2003年01期
4 谢静如;;板式换热器的调研[J];北京节能;1990年04期
5 乔立山,王玉兰,曾锦光;实验数据处理中曲线拟合方法探讨[J];成都理工大学学报(自然科学版);2004年01期
6 张继龙,甄蜀春,曹鹏,姚广锋;实验数据的曲线拟合方法及其应用[J];测试技术学报;2003年03期
7 柴海棣;王维航;张连生;;基于径向基神经网络的污垢预测方法研究[J];东北电力大学学报;2006年04期
8 张洪彦;板式换热器的工作特点及应用[J];东北电力学院学报;1994年03期
9 于庆波,周旭东,刘相华,王国栋;应用神经网络求解层流冷却水冷区热交换系数[J];东北大学学报;2002年06期
10 杭丽君,姚文熙,吕征宇;增量式数字PI环在双向DC/DC变换器中的应用[J];电力电子技术;2004年03期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张冠敏;复合波纹板式换热器强化传热机理及传热特性研究[D];山东大学;2006年
2 田晓虎;平行流冷凝器空气侧换热性能和压降的CFD仿真及试验研究[D];重庆大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高峰;水源热泵机组的开发与应用[D];北京工业大学;2003年
2 黄钰期;非结构网格差分求解方程和商用软件Fluent的应用[D];浙江大学;2003年
3 赵辉;高热流密度回路型重力热管蒸发器传热特性的数值分析[D];浙江大学;2004年
4 王雪峰;回路型重力热管散热器沸腾传热的实验研究及数值分析[D];浙江大学;2005年
5 曲宁;板式换热器传热与流动分析[D];山东大学;2005年
6 赵渊;CFD技术在影剧院空调系统气流组织优化设计中的应用研究[D];重庆大学;2005年
7 张明艳;换热器性能测试系统的设计与开发[D];兰州理工大学;2006年
8 郭荣春;板式换热器测试系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
9 张海泉;板式换热器热工与阻力性能测试及计算方法研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
10 何庆琼;复合波纹板式换热器换热与阻力特性研究[D];山东大学;2007年
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中国期刊全文数据库 前10条
1 李崇岳;奚延安;安元良;许国治;王韵茵;;板式换热器流体力学性能的研究[J];河北工业大学学报;1981年01期
2 ;板式换热器电厂应用技术经验交流会在遵义召开[J];石油化工设备;1983年05期
3 罗棣庵,焦芝林,顾传宝;超低流阻板式换热器的实验研究[J];工程热物理学报;1987年03期
4 安英华;板式换热器在集中供热系统中的应用问题[J];区域供热;1989年03期
5 何雪冰,刘宪英;集中供热用蒸气-热水板式换热器设计计算方法[J];区域供热;1997年04期
6 任红延;板式换热器传热性能的研究[J];太原科技;1999年03期
7 邹同华,杜建通,刘晓东;板式换热器设计选型及使用中应注意的问题[J];建筑热能通风空调;1999年04期
8 刘玉平;激光半焊型板式换热器在冶炼领域的应用[J];铜业工程;2004年04期
9 赵晓文;苏俊林;;板式换热器的研究现状及进展[J];冶金能源;2011年01期
10 梁经通;板式换热器技术和应用研讨会在保定召开[J];煤气与热力;1989年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杜国明;;板式换热器的蓝海——新型铜合金板式换热器[A];科学开发中国地热资源——科学开发中国地热资源高层研讨会论文集[C];2008年
2 王泽红;张仁和;;水介质板式换热器防冻的探讨[A];上海市制冷学会二○○一年学术年会论文集[C];2001年
3 马明吉;崔丽;;板式换热器灭菌流程及发酵方案简述[A];饲用酶制剂开发与应用技术交流研讨会论文集[C];2010年
4 王辉涛;甘玲;;板式换热器在空调工程中的应用及其分析[A];全国暖通空调制冷1998年学术年会资料集(1)[C];1998年
5 ;天津板式换热器厂[A];2000年全国包装和食品机械及相关技术发展研讨会文集[C];1992年
6 李安琴;;板式换热器在游泳池加热系统中的应用[A];全国建筑给水排水青年学术论文选[C];1996年
7 徐文达;张超;周颖越;;刮板式换热器的研究[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
8 靖宇;马学虎;兰忠;王虎虎;韩旭;;板式冷凝器传热性能的研究进展[A];中国化工学会2009年年会暨第三届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛会议论文集(上)[C];2009年
9 倪晓华;夏清;萧渊;常晓珂;;板式换热器中两相区的换热计算[A];上海市制冷学会二○○一年学术年会论文集[C];2001年
10 陈田才;孙武;;板式换热器、列管式换热器在稀油集中润滑系统中的优化设计与分析[A];第五届全国摩擦学学术会议论文集(下册)[C];1992年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 胡晓峰;铁白铜板式换热器通过评审[N];中国船舶报;2006年
2 刘一民 周正奇;板式换热器登上舰船[N];中国机电日报;2002年
3 实习生 苗玲玲本报记者 刘桂云;发展民族工业 打造国际品牌[N];吉林日报;2008年
4 郑开榜;首款铜合金板式换热器面世[N];中国有色金属报;2008年
5 颖文;扩能增产 转危为机[N];中国船舶报;2008年
6 记者 孔菲 通讯员 金达;板式换热器合格率87.5%[N];长春日报;2005年
7 本报记者  杨新明;善借外物巧聚财[N];南通日报;2007年
8 记者 胡晓峰;申通厂首获铁白铜换热器订单[N];中国船舶报;2007年
9 姜小毛;双氧水与甲醇厂用上全焊型换热器[N];中国化工报;2007年
10 本报记者 王羽 袁海洋;换博会:“百凤”来栖尽展风流[N];铁岭日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭春生;新型复合人字形板式换热器传热与流动理论分析及实验研究[D];山东大学;2012年
2 李冠球;板式换热器传热传质实验与理论研究[D];浙江大学;2012年
3 吴华新;空气—水介质板式换热器流动与传热特性研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 张冠敏;复合波纹板式换热器强化传热机理及传热特性研究[D];山东大学;2006年
5 栾志坚;新型板式换热器内高粘性流体传热与流动特性研究[D];山东大学;2009年
6 任承钦;蒸发冷却(火用)分析及板式换热器的设计与模拟研究[D];湖南大学;2001年
7 夏翔鸣;基于能级分析和场协同原理的歧化系统节能技术研究[D];华东理工大学;2011年
8 江辉民;带热水供应的热泵空调器的运行特性研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
9 赵海波;空气源燃气机热泵的仿真优化及实验验证[D];天津大学;2007年
10 李震;海水源热泵区域供热供冷系统3E评价[D];大连理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孔文彬;板式换热器失效分析研究[D];华南理工大学;2011年
2 姚君磊;适用于液固两相流的宽通道板式换热器的性能研究[D];南京航空航天大学;2012年
3 何光文;板式换热器结构参数优化及其传热性能研究[D];华南理工大学;2010年
4 任鹏;基于MATLAB板式换热器的粒子群算法的优化设计[D];华东理工大学;2010年
5 黄莉;板式换热器波纹参数优化的数值模拟试验研究[D];北京化工大学;2010年
6 周伟东;地热水板式换热器微纳米涂层表面防腐防垢性能研究[D];天津大学;2012年
7 崔立祺;基于FLUENT的板式换热器三维数值模拟[D];浙江大学;2008年
8 杨文德;丙烯酸精馏装置内置换热技术研究[D];东北石油大学;2010年
9 何乐;基于虚拟现实技术的换热器仿真系统研究[D];燕山大学;2003年
10 石友妮;火电机组板式凝汽器的可行性研究[D];华北电力大学(北京);2009年
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