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《山东大学》 2012年
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螺旋折流板管壳式换热器壳程流动与传热性能研究

王鹏  
【摘要】:换热器是化工、石油、电力、环保、食品等许多工业部门的通用热工过程设备。在各种换热器中管壳式换热器由于制造容易、生产成本低、适应性强、工作可靠等优点成为应用最广泛的一种。鉴于管壳式换热器在工业领域中的重要作用,改进其性能对我国经济和社会的可持续发展有着重要的意义。 本文采用数值模拟与实验研究相结合的方式研究了螺旋折流板管壳式换热器的壳程流动与传热性能,主要研究工作包括: 应用三维建模软件Pro/E建立连续螺旋折流板换热器和非连续螺旋折流板换热器壳程计算区域的物理模型。在考虑壳程高黏度流体物性随温度变化的情况下,设置恰当的边界条件,使用RNG κ-ε湍流模型以及网格自适应技术对换热器壳程流体区域进行了数值模拟。使用机械能耗散率反映局部流动阻力的分布情况,给出了壳程特征流速Vs及Res数的计算方法。 对连续螺旋折流板换热器的数值模拟结果进行了分析,得到了中心假管对连续螺旋折流板换热器传热与流动阻力轴向分布的影响规律,以及对壳程流场、周向与轴向速度分量、局部流动阻力、局部换热管表面换热量的影响。 对非连续螺旋折流板换热器的数值模拟结果进行了分析,得到了连续搭接、周边重叠、交错搭接与双螺旋结构对非连续螺旋折流板换热器壳程物理量分布以及流动与传热性能的影响。 搭建螺旋折流板换热器实验台,测试了一台连续螺旋折流板换热器和一台非连续螺旋折流板换热器的壳程流动与传热性能,发现螺旋折流板换热器的壳程综合性能优于传统的弓形折流板换热器,验证了本研究采用的数值模拟方法。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【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
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级参考文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【相似文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 金建祥;螺旋折流板型波纹管换热器传热与流动性能研究[D];华东理工大学;2014年
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8 董艳艳;中空纤维膜接触器壳程添加构件强化传质研究[D];北京化工大学;2011年
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