收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

管翅式换热器内空气侧流动数值模拟、优化设计与实验研究

杨倬  
【摘要】:管翅式换热器广泛应用于化工、制冷、能源等行业。在管翅式换热器的典型应用中,翅片侧通常是气体流体,实际应用中气体热阻占据总热阻的80%以上。管翅式换热器的性能评价主要涉及传热性能和流动阻力两个方面,故其优化设计主要着眼于强化传热效果和减小流动阻力。本文主要对不同型式空气流道的管翅式换热器进行研究,采用数值模拟及实验的方法分析管翅式换热器空气流道型式对于强化传热的影响,分析其强化传热机理,对管翅式换热器进行了优化设计。使用椭圆管替代圆管是管翅式换热器空气侧强化传热的有效措施。本文对椭圆管管翅换热器进行了数值模拟和优化设计。数值模拟的结果表明,椭圆管道能够减小管后的回流区域,在不明显减弱换热表现的同时减小流动阻力。为了获得最优的传热表现和压降性能,引入了神经网络和遗传算法对椭圆管道的椭圆率配置进行优化。使用贝叶斯正则化神经网络进行监督学习,使用多目标遗传算法对于神经网络的预测进行寻优,最终以帕累托前沿的形式得出了不同雷诺数下的管道椭圆率配置。本文对析湿工况下的扁管翅片换热器进行了数值模拟和实验研究。主要分析了平直翅片换热器、平直翅片百叶窗换热器、波纹翅片百叶窗换热器三种不同换热器的传热性能。百叶窗叶片能够起到气流导流的作用,使得气流从主要在翅片间流动变为主要在百叶窗流道内进行流动。实验结果表明,在较低的雷诺数的析湿工况下,带有百叶窗的换热器相比平直翅片换热器,换热和压降均明显提升。其中百叶窗尺寸占流道比例更大的平直翅片换热器相比波纹百叶窗换热器的换热效率提升了5.7%~18.3%,压降提升了18.2%~29.3%。数值模拟的结果指出,波纹百叶窗换热器中百叶窗导流效果减弱,更多空气从翅片通道流过,进而减弱了传热效果。对于传热和传质效果,数值模拟和实验的吻合较好。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 邱佳文;;浅析换热器的强化技术及其研究方法[J];西部皮革;2018年22期
2 张勇;胡斌;李娜;周屈兰;沈吉兆;荆强征;;H型换热器的数值分析及优化设计[J];锅炉技术;2013年01期
3 赵淑芝;换热器技术新进展[J];石油化工动态;1996年04期
4 王晓锋;;缠绕管换热器在加氢中的应用[J];石化技术;2020年01期
5 杨光;李志方;邱定林;张德永;;搭设框架平台及使用牵引技术更换大型换热器[J];石油工程建设;2020年01期
6 胡开丰;;换热器防腐新技术在生产过程中的应用效果探析[J];内燃机与配件;2020年02期
7 程思恩;李凯;罗春;陈超;王永强;;防爆型换热器在线清洗装置的设计[J];化学工程与装备;2020年04期
8 马文礼;何月伦;樊安宁;张鑫乐;张伟;;加氢高压换热器换热效率降低的分析及措施[J];炼油与化工;2020年03期
9 吕明璐;杨鑫;张瑶;庄严;;换热器的现状分析及分类应用[J];当代化工;2018年03期
10 胡博然;夏志坚;;中国换热器产业发展现状及前景展望[J];计算机产品与流通;2017年12期
11 杨荣生;;集成换热器在化工生产改造中的应用[J];设备管理与维修;2018年18期
12 聂明成;;换热器腐蚀与防护的现状与展望分析[J];化工管理;2018年31期
13 鲁强;;关于扭曲管换热器的传热强化及其机械性能研究[J];化工管理;2016年32期
14 潘宝峰;关永祥;;立式换热器支座及膨胀节设置问题探讨[J];中氮肥;2017年01期
15 褚鑫;任川;祁成武;;一种微小通道换热器的设计和试验研究[J];电子机械工程;2016年05期
16 马振国;;换热器的发展以及应用[J];内蒙古石油化工;2016年10期
17 严政;王俭;曾颖群;;全错流X型换热器的设计与运用[J];化工与医药工程;2017年02期
18 潘久良;;颗粒帘换热器流动特性参数优化[J];绿色环保建材;2017年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张亚平;雷勇刚;王建国;;针翅式换热器的正交分析[A];2005年陕西省制冷学会学术年会论文集[C];2005年
2 刘京雷;徐宏;王学生;曹洪海;刘建书;袁云中;谭德淼;;高通量换热器的产业化研发[A];全国第四届换热器学术会议论文集[C];2011年
3 邓斌;王惠林;林澜;;空冷换热器流程布置研究现状与发展[A];2004空调器、电冰箱(柜)及压缩机学术交流会论文集[C];2004年
4 施哲雄;薛利杰;王祖悦;;换热器的风险检测技术研究[A];压力容器先进技术——第七届全国压力容器学术会议论文集[C];2009年
5 程沛;陈永东;顾玉刚;张中清;吴晓红;;换热器风洞流场品质的数值模拟[A];全国第四届换热器学术会议论文集[C];2011年
6 施怀国;;六流程空气换热器的设计与实践[A];1997中国钢铁年会论文集(下)[C];1997年
7 刘世平;刘丰;郭宏新;;高效特型管换热器在石油化工中的应用[A];2006年石油和化工行业节能技术研讨会会议论文集[C];2006年
8 吴植仁;富跃军;;论换热器评价的科学指标[A];2007年中国机械工程学会年会论文集[C];2007年
9 刘京雷;徐宏;徐鹏;曹洪海;刘建书;袁云中;谭德淼;;高通量换热器研制开发及应用[A];全国第四届换热器学术会议论文集[C];2011年
10 石宝龙;孙海鸥;;大涡模拟在低温常压换热器中的应用[A];中国动力工程学会第三届青年学术年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈雁;地热井下换热器的模拟实验与理论研究[D];天津大学;2009年
2 张长兴;土壤源热泵系统全寿命周期内的运行模拟与换热器优化设计研究[D];西安建筑科技大学;2009年
3 古新;管壳式换热器数值模拟与斜向流换热器研究[D];郑州大学;2006年
4 焦凤;换热器复杂流道中的强化传热研究[D];华南理工大学;2013年
5 周森泉;换热器温差场均匀性原则及其应用[D];清华大学;1995年
6 钱进;钍基熔盐堆换热器的实验与数值研究[D];中国科学院工程热物理研究所;2017年
7 张婷;换热器的强化传热研究[D];天津大学;2016年
8 宋艳;处理后污水—原生污水热泵的淋激式换热器研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
9 胡万玲;圆管管翅式换热器肋侧二次流强度及其强化传热特性研究[D];兰州交通大学;2014年
10 张帅;HeⅡ系统负压换热器实验及优化理论研究[D];中国科学技术大学;2020年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨倬;管翅式换热器内空气侧流动数值模拟、优化设计与实验研究[D];浙江大学;2020年
2 苏庆龙;辽河C公司换热器检修施工管理案例研究[D];大连理工大学;2016年
3 吴数龙;基于实时数据库的工业换热器的结垢状态的预测研究[D];北京化工大学;2016年
4 陈占秀;纵流式换热器流动与传热特性的研究[D];天津大学;2004年
5 段会军;地下冷冻墙换热器的研究[D];吉林大学;2012年
6 张磊;基于燃气发电机组的冷凝换热器数值模拟及优化设计[D];山东大学;2017年
7 成松;面向家用空调的新型换热器及替代冷媒实验研究[D];华南理工大学;2014年
8 李筱;蒸发冷换热器的实验、仿真与应用研究[D];清华大学;2013年
9 彭作战;再生式除湿换热器除湿性能研究[D];上海交通大学;2010年
10 陈华清;垂直U型埋地换热器传热性能及其周围土壤温度场分析[D];东华大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 刘莉;坚持创新发展 加快转型升级[N];四平日报;2018年
2 中共四平市委党校 周建华;我市打造“中国换热器城”的思考[N];四平日报;2018年
3 本报记者 姚耀富;高效节能换热器实现产业化[N];中国石化报;2013年
4 本报记者 杨忠厚;远大换热器一门心思替代进口产品[N];辽宁日报;2012年
5 记者 廉士传;借助先进技术 加快成果转化 推动换热器产业又好又快发展[N];四平日报;2012年
6 记者 杨喆;全力以赴推动换热器产业快速发展[N];四平日报;2011年
7 本报记者 王斌;四平市出台支持换热器产业发展九项政策[N];中国工业报;2010年
8 本报记者 王斌;加快发展方式转变 推进中国换热器城建设[N];中国工业报;2010年
9 中国工业报记者 王斌;加快发展方式转变 推进中国换热器城建设[N];四平日报;2010年
10 本报记者 王斌;四平市倾力发展换热器产业[N];中国工业报;2010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
  • 010-62982499
  • 010-62783978