【毕业设计】平直翅片管传热与阻力特性的数值研究.doc文档64页精品范文

它的任务是促进和适应高热流，以达到用最经济的设备来传输特定的热量，用最有效的冷却来保护高温部件的安全运行，以及用最高效率来实现能源的有效利用。

正因为如此传热强化在工业生产中有着十分广泛的应用，无论在动力冶金石油化工材料制冷等工程领域，还是航空航天电子核能等高技术领域，都不可避免的涉及热量的传递及其强化问题。

而换热器作为种传热设备成为工业生产中不可缺少的设备。

据统计，在现代石油化工企业中，换热器投资占在制冷机组中，蒸发器和凝结器的重量占机组总重量的，动力消耗占总值的在热电厂中，如果将锅炉也视作换热设备，则换热器的投资约占整个电厂总投资的左右。

因此，换热设备的合理设计运转和改进对于整个企业投资金属耗量空间以及动力消耗有着重要影响。

近十几年来，世界面临着能源短缺的局面，为缓和能源紧张的状况，世界各国竞相采取节能措施，大力发展节能技术已成为当前工业生产和人民生活中个重要课题。

采用先进技术，节能降耗，倡导低碳生活和绿色的生存模式，提高能源有效利用率势在必行，正是出于这种目的，许多学者对强化换热技术进行了大量的研究，提高换热器的换热效率来节约能源。

换热设备的合理设计运转和改进对节省资金能源和金属是十分重要的，因而强化换热对国民经济发展具有重大意义。

强化传热是实现换热器高效紧凑换热的主要途径，其基本元件的开发研究直备受关注，各种行业对强化传热的具体要求各不相同，但归纳起来，强化传热技术总可以达到下列目的减少初设计的传热面积和重量提高现有换热器的换热能力使换热器在较低的温差下工作减少换热器的阻力，以减少换热器运行时的动力消耗提高换热器的换热器能力，同时使得增加的阻力不至于太大。

其中，方法是种崭新的强化换热的方法，由于很多传统强化换热的方法会明显带来流动阻力的大幅增加，而很多时候阻力增加的代价是大于换热增加带来的效益的，出现这种情况就会得不偿失了。

方法追求的目的是能够在换热系数和流动阻力这两者之间做个较好的权衡，起到减阻强化传热的效果。

不同的强化传热技术可满足不同的要求，如减少初次传热面积以减小换热器的体积和重量，或提高换热器的换热能力，或增大换热温差，或减少换热器的动力消耗。

这几个目的不可能同时满足，因为它们是相互制约的，在选择种强化技术前，必须先根据其具体任务，对设备体积重量投资及操作费用进行综合平衡。

现在，对传统换热器设备强化换热研究主要集中在三大方向上是开发新的换热器品种，如板式螺旋板式振动盘管式板翅式等等，这些换热器设计思想都是尽可能地提高换热效率二是对传统的管壳式换热器采取强化措施。

具体说来，就是用各种异型管取代原来的光管，现在较常用的有螺旋横纹螺纹管横槽纹管波纹管内翅管及管内插入强化物质三是换热设备的强化与用能系统的优化组合，就是说按照能量的品味逐级利用，使用能的流程处于最合理的搭配，降低能耗实现全系统的节能。

无论是在壁面增加粗糙表面还是利用插入物来强化传热技术，虽然传热效果有了很大的改进，但这些方法有许多祥华，宋光强几种新型换热器的特点及使用状况对比化肥工业，刘卫华百叶窗型和波形管片式换热器性能实验研究石油化工高等学校学报，孟继安基于场协同理论的纵向涡强化换热技术及其应用北京清华大学航天航空学院鹿世化种翅片管换热器内部流场的数值模拟与实验研究南京南京航空航天大学能动学院陶文铨计算流体力学与传热学西安西安交通大学出版社陶文铨计算传热学的近代进展北京科学出版社陶文铨数值传热学西安西安交通大学出版社刘建，魏文建，丁国良翅片管式换热器换热与压降特性的实验研究进展制冷学报，陈楠，申江等管翅式表冷器数值模拟与性能分析低温与超导，徐百平，江楠等平直翅片管翅式换热器减阻强化传热数值模拟石油炼制与化工，康海军，李妩，李慧珍等平直翅片管换热器传热与阻力特性的实验研究西安交通大学学报，柳飞，何国庚多排数翅片管空冷器风阻特性的数值模拟制冷与空调，宋富强，屈治国，何雅玲等低速下空气横掠翅片管换热规律的数值模拟西安交通大学学报，何江海，陈蕴光，徐正本等风冷式平直翅片管换热器的数值分析制冷与空调，傅明星双排平直翅片管换热器换热和流动性能的三维稳态模拟西安科技大学学报，马挺，曾敏等高温下平直翅片管传热与阻力特性的数值研究工程热物理学报，屈治国，何雅玲，陶文铨平直开缝翅片传热特性的三维数值模拟及场协同原理分析工程热物理学报，王福军计算流体动力学分析软件原理与应用北京清华大学出版社，王福军计算流体动力学分析软件原理与应用北京清华大学出版社，王福军计算流体动力学分析软件原理与应用北京清华大学出版社，王福军计算流体动力学分析软件原理与应用北京清华大学出版社，王福军计算流体动力学分析软件原理与应用北京清华大学出版社，致谢作者在设计论文期间都是在阴继翔教授全面具体指导下完成进行的。

阴继翔老师渊博的学识敏锐的思维民主而严谨的作风和对事业的执着精神给了本人很大的启迪和深刻的影响，使本人受益匪浅，使本人培养了严谨的科研态度，这对你本人以后的学生和生活有深远影响。

在此，谨向阴继翔老师致以崇高的敬意和衷心的感谢，感谢电气与动力工程学院全体老师对本人的教导帮助和关心，感谢热能班的全体同学对本人的帮助，最后向所有给予我帮助的同学老师致以诚挚的谢意和深深的祝福，英文资料中文翻译强化传热面的发展摘要如今，在高性能热力系统的发展中，强化传热成为热门的领域。

为了能够了解存在于光滑平行平板阵列之间的基本流动，前人已经做了大量的研究。

许多类的工业过程都涉及到热能的转移。

这些工业过程也为能量回收和进行流体加热冷却提供了个来源。

强化传热面可以通过系列因素的组合来设计，这些因素包括增加流体的湍流程度流体产生二次流型减薄边界层厚度和增大传热面的面积。

这项研究涉及到能够产生增强流体扰动并有较好流量分布的强化传热面。

许多不同表面结构的传热已经通过些宽泛的条件得到了评估。

流体速度和温度的瞬态测量已经可以实现。

对于所有的情况，所有强化传热面的测评都是传热随的增加而增加。

这里强化传热面的测评显示传热性能提升了超过，同时还产生了个更加均匀的流量分布。

关键词强化传热扩展面流量分布引言加快受热面的散热已经成为换热设备设计中的个主要任务。

高效换热器的发展需要更高效率的技术来交换存在于扩展表面和环境流体之间的大量的热。

翅片管式换热器在工业应用中得到广泛使用。

这些换热器通常由连续不断的金属翅片组成，这些翅片又被内联或交错的管束穿在起。

对热量传递及流动机理的理解提供了允许高效换热器性能最大化的必要的知识。

在空气液体换热器的典型应用中，空气侧的阻力占主导地位。

因而，改善增强空气侧的传热成为高效率换热系统日益增长的需求的迫切要求。

强化换热面导致系列变化扰动的增强二次流的产生热边界层厚度的减薄和换热面积的增加。

这些因素将会为换热器提供个能够强化传热个更加适应流动阻力个能够提供更加均匀流量分布的设计方案。

之前已经对各种各样的强化面进行了实验研究，以此来测评强化换热面的传热性能和流量分布。

韦伯年针对强化面提出了个关于热量传递和传热面积的性能评测方法。

和年对与流体流动平行布置的交错平板阵列的换热性能进行了研究。

他们通过改变数和平板厚度来进行试验。

等人年进行了实验研究和数值模拟研究来比较平直翅片表面的热力性能。

等人年通过实验分析了传热阻力与压降特性以及它们与翅片几何结构翅片间距和流体速度之间的关系。

和年利用红外热成像法对平直翅片面在受限的冲击射流条件下的性能进行了研究。

和年讨论了翅片的传热系数以及如何通过利用狭缝和空隙来改善它们的换热。

和年讨论了折流挡板内边界附近强化传热的方法。

和年实验性地确定了关于逆流壁面的换热系数以及它们与长径比和数之间的关系。

为了评估百叶窗式换热器的总体的换热特性，已经做了大量的研究。

目前已有许多的实验来研究平行平板翅片的局部换热。

虽然从传热效率的角度看百叶窗式翅片是有优势的，但是百叶窗的形成增加了翅片板的机械应力并且导致换热面的变形失败。

虽然个附着在管壁上的简单坚实的平直翅片能强化传热，但个附着在同样管壁上的多孔隙的平翅片会造成更小的流动阻力同时也产生更好的性能。

等人年测定了附着在个平面上，个矩形管道里的固体和穿孔矩形块的热力性能。

等人年实验性地研究了传热过程摩擦系数和关于传热的各种设计参数的影响，以及摩擦系数对在矩形通道内装配有圆形截面鳍角穿孔翅片换热器的影响，同时也包括了增强换热效率的相关程度。

等人年实验性地研究了针对多孔板的对流换热。

本研究的总体目标是设计个强化传热面，来尽量减少材料的数量重量，但必须满足所要求的散热条件。

这包括评价材料成分对换热面的设计包括传热和流动分布的影响评价表面粗糙度对换热面设计的影响评价百叶窗式表面或开孔式表面对换热器设计的影响确定数对换热表面设计的影响。

经过优化设计后的表面在设计上可以与个没有经过强化的表面进行比较。

从结果中得出，个经过传热强化的面可以设计出来并可以适用于更宽泛的数范围。

实验方法步骤样品表面组合在起从而构成组放置在风洞装置里的传热面阵列。

这种布置提供了传热和压降的测量。

测试部分是由具有可移动