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卧式冷凝器CAD系统设计及性能分析研究

王春力  
【摘要】: 卧式冷凝器是制冷行业中的重要设备,目前在卧式冷凝器的设计中存在着开发周期长,自动化程度低,开发实验费用高等缺点,很难适应市场对新型高效换热设备的需求和复杂化、高效化的发展趋势。本文依托“卧式冷凝器CAD系统开发”项目,针对卧式冷凝器以上缺点开发了一套集成了热力学计算和机械设计的卧式冷凝器CAD系统。在传统设计方法的基础上,本文考虑了卧式冷凝器的内部换热机理对其性能的影响,通过数值模拟方法对卧式冷凝器的性能进行了分析,使设计方案更加合理。 本文运用统一建模语言(UML)结合面向对象技术,对卧式冷凝器CAD系统的需求分析、系统分析、系统设计进行了深入研究,对卧式冷凝器设计中所遇到的关键技术进行了研究,在此基础上以UG NX 3.0为支撑平台,VC++6.0为开发工具实现了系统的开发。 卧式冷凝器CAD系统由热力学计算和机械设计两个子系统组成,热力学计算子系统包括设计条件输入、初步规划、计算结果显示和结果输出四个模块,热力学计算子系统可完成卧式冷凝器的热力学计算,换热管的排布及说明书的生成等热设计;机械设计子系统包括结构设计、设计计算、零件参数化、自动装配和设计输出五个模块,机械设计子系统可完成卧式冷凝器的主要零部件的设计、零件图和装配图的生成等机械设计。 为了保证卧式冷凝器性能达到最优,本文使用数值模拟方法对卧式冷凝器的性能做了分析和优化,采用FLUENT软件对卧式冷凝器进行流场分析,得到其内部温度、速度和压力分布,根据结果改进卧式冷凝器的结构,使得其性能得到提高。 卧式冷凝器CAD系统目前已在大连冷冻机股份有限公司试运行,运行结果表明该系统可以显著提高卧式冷凝器的设计效率和设计质量,使工程技术人员摆脱了繁重的重复劳动,具有较好的实用性。


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