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發布時間:2020-07-29 20:43  





換熱器流動傳熱性能模擬和等人釆用多孔介質模型對液態金屬換熱器和蒸汽發生器進行了數值模擬計算,并將得到的結果與試驗結果進行對比。譽金機械運用CFD數值模擬方法,借助FLUENT數值模擬軟件對管殼式換熱器的三維模型進行模擬,通過對換熱器結垢和泄漏時的速度場、溫度場等分析,得出泄漏和結垢對換熱器流動傳熱性能的影響,為下一步利用熱工參數評價換熱器結垢和泄漏提供理論依據。考慮介質在管束間流動各項異性的特點,在分布阻力和體積多孔度的基礎上,提出了表面滲透度的概念,將其與試驗結果進行對比,取得了理想的結果。采用多孔介質模型,對電廠蒸汽冷凝器的工作特性進行了數值模擬計算。由于此模型的物理過程存在相變,導致模擬變得更加復雜,因而計算中采用了簡單的各向同性假設和一方程模型,并將其與試驗結果進行對比,結果吻合較好。
N Jiang和J Li對螺旋管式換熱器的壓力降進行了數值模擬研究。此外還和流體的流動速度有關,介質粘性越強、循環(流動)越慢,則壓降越大。Ozkaya和Aradag等人[4]利用CFD軟件數值模擬研究了V字形密封板式換熱器的流動傳熱特性,模擬不同進出口溫度和質量流率的工況,得到了換熱器冷端和熱端的出口溫度和壓降,基于實驗數據,分析了不同努塞爾數和摩擦系數的相關性。Kotcioglu i和Nasiri KM等人應用理想換熱器模型進行數值模擬研究,使用修改后的k-‘湍流模型,得到矩形通道板翅縱向打斷、放大和收縮時的溫度、速度和壓力分布圖。
對管殼式換熱器強化管外傳熱進行了數值模擬研宄,提出并分析了一種新型的傳熱強化元件——旋流片作為管殼式換熱器管隙間支撐物的傳熱強化機理。但是,管殼式換熱器結垢對其內部流動換熱性能影響的研究相對較少。在實驗基礎上,采用周期性單元流道模型數值模擬了旋流片產生的衰減性自旋流的流動和傳熱特性,并采用分段綜合因子分析了傳熱強化的機理。結果顯示,旋流片能起到擾流作用,并使流體強烈地沖刷傳熱管壁面強化傳熱。
有旋流片段的綜合因子,尾流段的綜合因子接近于,在自旋流段的綜合因子,應當充分利用自旋流段低阻的特點對換熱器進行優化。換熱器由于處于受壓力、介質腐燭性、流動磨燭,尤其是固定管板換熱器,還有溫差應力,管板與換熱管連接處極易泄漏,導致換熱器內漏。對復合波紋板片的板式換熱器的換熱阻力特性進行了數值模擬研究,采用非結構化網格,分別選用層流和瑞流模型,數值計算得到復合波紋型板式換熱器內部的速度場,以及復合波紋型板式換熱器在不同數范圍內的換熱準則方程式和摩擦系數關系式,證明了用數值計算方法研究復合波紋型板式換熱器流動與換熱性能的可行性。東北大學的尹俊以乂為開發平臺,利用數據庫技術,建立了獨立、幵放、數據共享、運行可靠的傳熱介質物理性能數據庫,并實現了這些數據庫的動態查詢。
單弓形折流板管殼式換熱器物理模型復雜,因此選用適應性強的正四面體和金字塔形非結構化網格,使用GAMBIT劃分網格。網格的數量直接決定了計算速度和精度。殼程為四面體網格,管程及殼程進出口管為六面體網格,終網格數量為I,952,621個。網格過少,將不到流場的流動特性;網格過多,一方面會嚴重消耗計算機資源,另一方面大量的數值耗散積累會影響計算結果的正確性。所以進行網格的獨立性驗證時十分必要的。以一個單弓形折流板管殼式換熱器模型為例進行網格獨立性驗證。共三套網格:換熱器整體均為四面體,終網格數量為1,521,014個;殼程為四面體網格,管程及殼程進出口管為六面體網格,終網格數量為I ,952,621個;由面到體依次畫網格,終網格數量為2,175,849個。后面兩套網格計算結果相差小于60%綜合考慮計算精度與計算花費,選取第二套網格:終網格數量為1,952,621個。