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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。在支撐板附近，流體流速變大，形成射流，并且由于支撐板阻擋，在支撐板前面和尾部產生二次流，能有效沖刷管壁，減薄流動邊界層，起到強化傳熱作用。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。管殼式換熱器內部換熱面泄漏對換熱器流動傳熱性能的影響規律研究。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。

對換熱器進行不同工況分析，研究不同工況下換熱器的換熱性能。并編寫換熱器的沸騰用戶自定義（模型，將模型導入軟件。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。分析換熱器出現沸騰工況下內部蒸汽的流動情況，并根據對模擬結果的研究提出對換熱器的改進措施。通過對模擬結果的分析可知，研究的自然循環換熱器能及時有效排出堆芯余熱，雖然模擬值和設計值之間有一定誤差，但是誤差很小不影響對換熱器模擬結果的分析。換熱器的復雜結構使換熱器局部產生了“傳熱死區”和“流動死區”，這些死區的存在影響了換熱器內自然循環的形成。當換熱器傳熱進行一段時間后換熱器內的殼側溫度會達到飽和出現沸騰，沸騰產生的大量蒸汽在換熱器的“尖角”處聚，會對換熱器內流體的傳熱和流動特性產生影響。

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。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。由于受到檢修周期及有效檢測手段的限制，換熱器在運行過程缺乏對運行狀態的準確把握，換熱器不良運行狀態以及運行故障主要有以下幾種情況：壓降增大：造成原因主要包括：介質不潔凈或顆粒雜物太多，使板片或管束結塘或流道堵塞。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。