基于fluent管殼式換熱器數(shù)值模擬及優(yōu)化

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1、縣毛丟種心專圍碩±學(xué)位論文?。犺kＩ基于Ｆｈｉｅｎｔ管殼式換熱器數(shù)僮模擬及優(yōu)化作者姓名孟揀１１學(xué)校導(dǎo)師姓名、職疏邵曉東教授Ｉ企業(yè)導(dǎo)師姓名．職疏韓靜高工ｌ巧請(qǐng)學(xué)位類別工程碩壬學(xué)校代碼10701學(xué)號(hào)1304122127分類號(hào)TK01密級(jí)公開(kāi)西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文基于Fluent管殼式換熱器數(shù)值模擬及優(yōu)化作者姓名：孟瑋領(lǐng)域：機(jī)械工程學(xué)位類別：工程碩士學(xué)校導(dǎo)師姓名、職稱：邵曉東教授企業(yè)導(dǎo)師姓名、職稱：韓靜高工學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院提交日期：2015年11月Nume

2、ricalSimulationandOptimizationofShellandTubeHeatExchangerBasedonFluentAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinMechanicalEngineeringByMengWeiSupervisor:ShaoXiaodongProfessorHanJingSeniorEngineerNovembe

3、r2015西安電子科技大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性（或創(chuàng)新性）聲明秉承學(xué)校嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和優(yōu)良的科學(xué)道德，本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研宛工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加１＾１標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容Ｗ外，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果；也不包含為獲得西安電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過(guò)的材料一。與我同工作的同事對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。一學(xué)位論文若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)切法律責(zé)任。：：本人

4、簽名襄命日期西安電子科技大學(xué)關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明目本人完全了解西安電子科技大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，Ｐ；研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)屬于西安電子科技大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，，允許查閱、借閱論文；學(xué)?？桑坠颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存論文。同時(shí)本人保證，結(jié)合學(xué)位論文研究成果完成的論。文、發(fā)明專利等成果，署名單位為西安電子科技大學(xué)－保密的學(xué)位論文在。＿年解密后適用本授權(quán)書ｋ？；接本人簽名；齋Ｖ

5、導(dǎo)師簽名卒１２．日期；文〇１與日期：摘要摘要隨著全球性能源危機(jī)的持續(xù)加重，人們?cè)絹?lái)越重視對(duì)能源的二次利用，換熱器作為一種重要的能量交換設(shè)備，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。傳統(tǒng)的單弓形折流板管殼式換熱器則是當(dāng)前使用最廣泛，市場(chǎng)占有率最高的換熱設(shè)備。但由于其殼程流體容易產(chǎn)生換熱死區(qū)，導(dǎo)致?lián)Q熱效率低下，同時(shí)折流板的存在使得流體對(duì)換熱管束產(chǎn)生強(qiáng)烈的橫向沖擊，誘導(dǎo)換熱管束發(fā)生振動(dòng)，使得換熱器在工作時(shí)產(chǎn)生噪音，降低了換熱器工作的可靠性，甚至產(chǎn)生破壞。為了解決單弓形折流板管殼式換熱器存在的不足，人們提

6、出了各種新型折流板管殼式換熱器，但由于其大多生產(chǎn)加工困難，對(duì)設(shè)備使用和維護(hù)的條件要求較高，造成成本較高。此外，高端換熱器的研究和使用多集中在發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)自主生產(chǎn)研究相對(duì)落后，新型折流板管殼式換熱器在我國(guó)的使用受到了很大的限制。因此，尋找一種高效的新型折流板換熱器具有非常重要的意義。本文在對(duì)當(dāng)前管殼式換熱器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及特性進(jìn)行討論后提出了兩種新的折流板結(jié)構(gòu)：Y型折流板和T型折流板。文章使用了ANSYSWorkbench平臺(tái)，創(chuàng)建了單弓形折流板、Y型折流板和T型折流板管殼式換熱器的幾何模型及有限元模型，利

7、用Fluent流體分析軟件對(duì)換熱器模型進(jìn)行求解。本文分析了換熱器在不同流體入口速度下的殼程流體流動(dòng)狀態(tài)，對(duì)比了三種不同折流板結(jié)構(gòu)換熱器殼程流體的壓力、溫度、速度、Nu以及f等換熱性能。針對(duì)Y型折流板管殼式換熱器，研究了折流板側(cè)板夾角對(duì)Y型折流板換熱器殼程換熱性能的影響，分析了三種不同角度（30°、50°和70°）Y型折流板換熱器，得到其殼程流體流場(chǎng)分布狀況。對(duì)T型折流板管殼式換熱器則探討了折流板表面肋片對(duì)換熱器性能的影響，文章同樣分析了三種不同形式肋片（光滑、三角形、矩形）T型折流板換熱器殼程流場(chǎng)分布

8、狀態(tài)。通過(guò)上述對(duì)比分析，得到T型折流板換熱器換熱效果最佳。對(duì)于T型折流板管殼式換熱器，本文使用MATLAB數(shù)值處理軟件擬合出其殼程流體換熱準(zhǔn)則方程，并利用DesignExploration多目標(biāo)優(yōu)化工具，對(duì)T型折流板的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)本文的研究工作，對(duì)Y型及T型折流板管殼式換熱器換熱性能有了初步的了解，考慮到相比與傳統(tǒng)單弓形折流板管殼式換熱器及新型折流板換熱器，這兩種折流板結(jié)構(gòu)都有自己的優(yōu)勢(shì)，在以后的生產(chǎn)活動(dòng)中將有廣泛的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：管殼式換熱