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《探索連續(xù)螺旋折流板換熱器的數(shù)值模擬研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文連續(xù)螺旋折流板換熱器的數(shù)值模擬研究姓名：王春玲申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：化學(xué)工程指導(dǎo)教師：姜斌20080601中文摘要螺旋折流板換熱器作為一種新型管殼式換熱器，憑借高的對流換熱系數(shù)、小壓降、減少旁通流、減少污垢及防止振動的優(yōu)勢，在傳統(tǒng)管殼式換熱器的基礎(chǔ)上得到迅速發(fā)展。由于螺旋折流板換熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，以往的研究大都集中在小殼徑、大螺旋角的斷續(xù)螺旋折流板換熱器實驗研究上，并且數(shù)值模擬方面的研究也較匱乏。本文采用計算流體力學(xué)的方法對大殼徑、連續(xù)螺旋折流板換熱器進行了數(shù)值模擬研究。通過改變換熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)及
2、工藝條件對連續(xù)螺旋折流板換熱器殼程流體的流動行為、傳熱及阻力性能進行了系統(tǒng)的研究，主要包括以下內(nèi)容：建立換熱器管殼程耦合計算的數(shù)學(xué)模型，采用Realizabler一占湍流模型，對殼程直徑為西500mm、七種不同螺旋角(5．50～32．50)的螺旋折流板和弓形折流板換熱器分別進行了數(shù)值計算。模擬結(jié)果表明，無論對于水一水工質(zhì)還是輕蠟油一水工質(zhì)，螺旋折流板換熱器的傳熱及阻力綜合效果要好于弓形折流板換熱器。螺旋折流板換熱器殼程流場表明，在換熱器入口和出口處，速度偏低，速度梯度較大，流場需要改善。遠(yuǎn)離換熱器軸向位置速度稍小，有必要
3、提高該區(qū)域的速度。換熱管周圍溫度梯度較大，而在每組管束中間區(qū)域及管束與殼壁之間的區(qū)域，溫度分布均勻，溫度梯度較小。局部對流換熱系數(shù)沿殼徑和軸向的變化規(guī)律與速度沿殼徑和軸向的變化規(guī)律類似。局部壓力系數(shù)沿殼徑呈內(nèi)低外高，沿軸向呈均勻下降的趨勢。對于螺旋折流板換熱器螺旋角對流體的切向速度影響很大，而切向速度直接影響著流體的換熱及阻力。隨著螺旋角的增大，殼程對流換熱系數(shù)和殼程壓降均迅速下降；而單位壓降下的換熱系數(shù)則隨著螺旋角的增大而增大。對七種螺旋角的螺旋折流板換熱器的換熱性能、阻力性能及綜合評價作了分析。在兩種工質(zhì)下，螺旋折流
4、板換熱器殼程對流換熱系數(shù)隨流量的增大而呈線性增加；殼程壓降均隨流量的增大而增大，在小螺旋角時這種趨勢更加明顯，而且兩種工質(zhì)時的壓降很接近；單位壓降下的換熱系數(shù)均隨流量的增大而迅速下降，后趨于平穩(wěn)。．給出了七種螺旋角時的螺旋折流板換熱器的M與尺P的關(guān)聯(lián)式，阻力系數(shù)／與月P的關(guān)聯(lián)式。關(guān)鍵詞：連續(xù)螺旋折流板換熱器螺旋角數(shù)值模擬傳熱阻力ABSTRACTAsanewtypeofshell—and—tubeheatexchangerS，theheatexchangerswithhelicalba用esgetsfastdeVelopm
5、ent，byrightofitshigherheattransfercoe儂cient，lowerpressuredrop，lessbypasse?！痚cts，lessshell-sidefouling，andpreVentionofflowinducedvibration，comparedtotheconVentionalheatexchangerswithsegmentalba硐es．BecauseofthecomplicatedconngurationoftheheateXchangerswithhelicalba
6、mes，previousstudiesfocusedontheexperimentsofthediscontinuoushelicalbamesinshell—and-tubeheatexchangerswithsmallshelldi帥eterandbighelicalangle，andthereisnomanyresearchesonitsnumericalsimulation．ThispaperinVestigatesthecontinuoushelicalbamesinshell-and-tubeheatexch
7、angerswithabigshelldiameterandsmallhelicalanglebymeansofCFD．Bychangingstructuralparametersandprocessconditions，thispaperinVestigatesnowbehavior，heattransferandresistanceperfomanceofshell—and—tubeheatexchangerSwithcontinuoushelicalbaffles．Themaincontentsareasfollo
8、ws：Mathematicalmodelcouplingtubeandshellsideisestablished．Segmentalbamesheatexchangersandhelic“bamesheateXchangersofseVendifrerenthelicalangles，whichshelldi踟et
