基于fluent的换热器流场模拟

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1、河北工程学院毕业设计（论文）第1章绪论21.1换热器的分类21.2换热器研究与发展31.2.1换热器发展历史31.2.2换热器研究及发展动向31.2.3国外新型换热器技术走向4第2章管壳式换热器92.1管壳式换热器结构92.2管壳式换热器类型92.3换热器的安装、使用及维护102.3.1换热器的安装102.3.2换热器的清洗102.3.3换热器的维护和检修122.3.4换热器的防腐132.4换热器的强化132.4.1管程的传热强化142.4.2壳程的传热强化15第3章流体传热的研究方法173.1传热学的常用研究方法17

2、3.2数值模拟的求解过程17第4章基于Fluent的管壳式换热器的数值计算204.1Fluent简介204.2基于Fluent的三角形排列的换热器流畅模拟21结论3234河北工程学院毕业设计（论文）第1章绪论换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体，使流体温度达到工艺流程规定的指标的热量交换设备，又称热交换器，广泛应用于化工、石油化工、动力、医药、冶金、制冷、轻工业等行业。随着节能技术的飞速发展，换热器的种类越来越多。1.1换热器的分类换热器作为传热设备随处可见，在工业中应用非常普遍，特别是耗能量十分大的领域。随着节能技

3、术的飞速发展，换热器的种类开发越来越多。适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器结构和形式亦不相同，换热器种类随新型，高效换热器的开发不断更新，具体分类如下。(1)冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类：间壁式、混合式和蓄热式。间壁式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动，通过壁面的导热和流体在壁表面对流进行换热。间壁式换热器根据传热面的结构不同可分为管式、板面式和其他型式。管式换热器以管子表面作为传热面，包括蛇管式换热器、套管式换热器和管壳式换热器等；板面式换热器以板面作为传热面，包括

4、板式换热器、螺旋板换热器、板翅式换热器、板壳式换热器和伞板换热器等；其他型式换热器是为满足某些特殊要求而设计的换热器，如刮面式换热器、转盘式换热器和空气冷却器等。混合式换热器是通过冷、热流体的直接接触、混合进行热量交换的换热器，又称接触式换热器。由于两流体混合换热后必须及时分离，这类换热器适合于气、液两流体之间的换热。例如，化工厂和发电厂所用的凉水塔中，热水由上往下喷淋，而冷空气自下而上吸入，在填充物的水膜表面或飞沫及水滴表面，热水和冷空气相互接触进行换热，热水被冷却，冷空气被加热，然后依靠两流体本身的密度差得以及时分

5、离。在蓄热式换热器中，冷热两种流体依次交替地流过同一换热表面而实现热量交换，固体表面除了换热以外还起到蓄热的作用：高温流体经过时，固体避免吸收并积蓄热量，然后释放给接着流过的低温流体。这种换热器的热量传递过程是非稳态的。三种类型中，间壁式换热器应用最为广泛。(2)表面的紧凑程度换热器还可以按照表面的紧凑程度而区分为紧凑式换热器（compactheatexchanger）与非紧凑式换热器(non-compactheatexchanger)。紧凑的程度可以用水力直径（dh，hydraulicdiameter，也称当量直径，

6、流动界面积的4倍除以湿周长）来区别，或者用每立方米中的传热面积来衡量：当>700m2或者dh<6mm时，称为紧凑式换热器。当>3000m2或者10015000m2或者100

7、典首次制成螺旋板换热器。接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器，用于飞机发动机的散热。30年代末，瑞典又制造出第一台板壳式换热器，用于纸浆工厂。在此期间，为了解决强腐蚀性介质的换热问题，人们对新型材料制成的换热器开始注意。60年代左右，由于空间技术和尖端科学的迅速发展，迫切需要各种高效能紧凑型的换热器，再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展，换热器制造工艺得到进一步完善，从而推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。此外，自60年代开始，为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要，典型的管壳式换热

8、器也得到了进一步的发展。70年代中期，为了强化传热，在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器。20世纪80年代以来，换热器技术飞速发展，带来了能源利用率的提高。各种新型高效换热器的相继开发与应用带来了巨大的社会经济效益，市场经济的发展，私有化比例的加大，降低成本已成为企业追求的最终目标。因而节能设备的研究与开发备受瞩目。能源的