平直翅片管傳熱與阻力特性的數(shù)值研究-畢業(yè)論文

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1、太　原　理　工　大　學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書第1頁畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：平直翅片管傳熱與阻力特性的數(shù)值研究畢業(yè)設(shè)計（論文）要求及原始數(shù)據(jù)（資料）：1、畢業(yè)設(shè)計（論文）要求：(1)了解強(qiáng)化傳熱技術(shù)的發(fā)展、平直翅片管強(qiáng)化傳熱的機(jī)理及此換熱設(shè)備在實(shí)際中的應(yīng)用；(2)了解翅片管換熱與阻力性能研究進(jìn)程及國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀；(3)了解用數(shù)值方法研究翅片管換熱問題的優(yōu)越性并掌握數(shù)值解法的基本原理；(4)初步掌握GAMBIT軟件構(gòu)建三維模型、劃分網(wǎng)格、使用Fluent軟件數(shù)值求解并對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后處理分析的基本方法；(5)初步培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲兴刭|(zhì)和獨(dú)立工作的能

2、力。2、原始數(shù)據(jù)：平直翅片管式換熱器在空調(diào)制冷、電子器件散熱設(shè)備中最為常見。通常管子以叉排和順排兩種方式排列，且流動換熱在不同結(jié)構(gòu)通道內(nèi)各不相同，其流場與溫度場可用周期性的流動與換熱模型進(jìn)行模擬，具體問題如下：流體橫掠平直翅片管管束，管內(nèi)外流體形成交叉流動，由于管束通道結(jié)構(gòu)的對稱性，計算區(qū)域的物理模型取整個寬度的一半、間距的一半來進(jìn)行，橫向尺寸由管間中分面和管子中心縱剖面界定，高度由翅片厚度中分面及翅片間距中分面來界定。所以，本文僅取一個單元周期區(qū)域研究即可（見圖中虛線所圍部分）。假設(shè)流動介質(zhì)為不可壓縮空氣，物性參數(shù)為常數(shù)，忽略重力影響，

3、流動為三維、穩(wěn)態(tài)的層流且已進(jìn)入周期性充分發(fā)展段。翅片管基本尺寸保持翅片厚度為0.2mm，管徑10cm，翅片間距為1.6mm，管排縱向間距為22mm，橫向間距為16mm?？諝馕镄詤?shù)為：-5-　　第2頁，，，，管外壁面溫度恒定：。計算區(qū)域結(jié)構(gòu)示意圖-5-第3頁畢業(yè)設(shè)計（論文）主要內(nèi)容：通過對富氧燃燒技術(shù)的認(rèn)識，了解該技術(shù)對節(jié)能、減排、降耗的適用性；并從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)兩方面研究該技術(shù)對電站鍋爐的影響，能夠提出解決一些問題的方案或者建議。第一部分緒論第二部分平直翅片管換熱流動模型建立與分析該部分主要分析了平直翅片管通道的流動特點(diǎn)，描述了本文所研究對

4、象的構(gòu)建及計算區(qū)域的選取，并討論了相關(guān)參數(shù)的計算方法及模型計算定解條件的確定。第三部分平直翅片管數(shù)值模擬及CFD簡介該部分主要介紹了數(shù)值傳熱學(xué)理論及常用數(shù)值解法，并分析實(shí)驗(yàn)法、分析法和數(shù)值解法各自的優(yōu)勢；描述了CFD理論思想基本概況、利用GAMBIT對計算區(qū)域離散的方法及FLUENT數(shù)值算法的選取。第四部分翅片管數(shù)值計算結(jié)果及分析該部分主要針對不同結(jié)構(gòu)尺寸的平直翅片管數(shù)值模擬的結(jié)果（速度場、壓力場及溫度場）進(jìn)行顯示、并對數(shù)據(jù)整理，分析其各因素對翅片管換熱與阻力特性的影響。第五部分結(jié)論學(xué)生應(yīng)交出的設(shè)計文件（論文）：畢業(yè)設(shè)計一份-5-　　第4

5、頁主要參考文獻(xiàn)（資料）：1.李祥華，宋光強(qiáng)．幾種新型換熱器的特點(diǎn)及使用狀況對比[J]．化肥工業(yè)．2001，9(1)：78-80．2.劉衛(wèi)華．百葉窗型和波形管片式換熱器性能實(shí)驗(yàn)研究[J]．石油化工高等學(xué)校學(xué)報．1996，9（2）：49-53．3.孟繼安．基于場協(xié)同理論的縱向渦強(qiáng)化換熱技術(shù)及其應(yīng)用[D]．北京：清華大學(xué)航天航空學(xué)院，2003，1-5．4.陶文銓．計算流體力學(xué)與傳熱學(xué)[M]．西安：西安交通大學(xué)出版社：1991．4-7．5.康海軍，李嫵，李慧珍等．平直翅片管換熱器傳熱與阻力特性的實(shí)驗(yàn)研究[J]．西安交通大學(xué)學(xué)報．1994，28(1

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7、管式換熱器換熱與壓降特性的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展[J]．制冷學(xué)報．2003，(3)：25-30．專業(yè)班級熱能0703班學(xué)生張謙要求設(shè)計（論文）工作起止日期2011年3月14日至2011年6月18日指導(dǎo)教師簽字日期2011年3月10日-5-教研室主任審查簽字日期2011年3月10日系主任批準(zhǔn)簽字日期2011年3月10日-5-平直翅片管傳熱與阻力特性的數(shù)值研究摘要平直翅片管式換熱器作為熱力系統(tǒng)和制冷空調(diào)裝備中的一個重要部件，對其換熱性能的研究一直是科研人員熱衷的課題。盡管它在結(jié)構(gòu)的緊湊性、傳熱強(qiáng)度和單位金屬消耗量等方面遜于板式或板翅式換熱器，但平直翅片

8、管換熱器以其能承受高溫高壓、適應(yīng)性強(qiáng)、工作可靠、制造簡單、生產(chǎn)成本低、選材范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，仍在能源、化工、石油等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。因而，對其翅片管束通道內(nèi)的流動與傳熱問題的研究具有十分重要的意義