小通道套管换热器内流体流动与传热性能研究

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1、东表乂旁硕±学位论文小通道套管换撕器巧流体流动与传热性能研究专业名称：±木工程作者姓名；巧国巧：张辉指导教师；炼振乾Ｓｔ：ｉｉｄｏｎ打ｕｉｄ打ｏｗａｎｄｈｅａｔｔｒａｉｌｓ化ｒｉｎｙａ－－ｍｉｎｉｃｈａｎｎｅｌｔｕｂｅｉｎｔｕｂｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｅｒｇＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＳＨ－

2、ＩＧｕｏｉｎｑｇＳｕｅｒｖＰＺＨＡＮＧ－ｉｓｅｄｂｒｏｆｅｓｓｏｒＨｕｉＣＨＥＮＺｈｅｎｉａｎｐｙ，ｑＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｇｙＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｙ２０１５东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，，论支中不包含。尽我所知除了文中特别加Ｗ标法和致谢的地方外其他人已经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构一的学位或证书

3、而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。日＾’川啤：研巧生签名：而马期东南大学学位论文使用巧校声明东南大学、、中国科学技术信息研究所国家图书馆有权保留本人所送交学位。论文的复印件和电子文档，可（＾采用影巧本人、缩巧或其他复制手段保存论文一电子文档的内容和纸质论文的内容相。致除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可Ｗ公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权东南大学研究生院办理。Ｗ＇。自净

4、研巧生签名：导师签名：期：＾摘要一套管换热器作为种传热性能优良的换热设备，在化工、能源、制冷等领域具有广泛应巧，再加上换热器材料价格的上涨，使得紫凑高效的换热器的开发和一研巧成为当下热点Ｉ，。因此本文提出种４ｍｍ小通道套管换热器采用数值模拟和试验研究相结合的方法对该换热器内流体流动和传热性能进行了分化并对小通道的分布进行研巧，再将其与现有同轴套管换热器进行试验对比，具体研究内容包括：Ｗ现有的同轴式套管换热器性能为指标，外管径为２０ｍｍ前提下，分别对小通道管轻为４ｍｍ、５ｍ

5、ｍ的换热器进行数值模拟研究，并根据数值模拟的结果详细分析换热器采用小通道的换热管后其内部流体流动和传热特性的变化。数值模拟结果表明；换热器的小通道管径由５ｍｍ减小到４ｍｍ后，虽然换热管増加了３．６６％的铜材，且压力损失也随之增加，但换热器的换热面积增加了６．６３％，同时换热管内的换热系数和换热量也得到了增加，可提高换热器的换热性能。换热器采用４ｍｍ管径的小通道后Ｉ本文研究了小通道不同的分布方式对换热器性能的影响。分别研究小通道的间距Ｓ为５ｍｍ、５．５ｍｍ、６ｍｍ、６．５ｍｘｎ、７ｍｍ

6、时同一个截面上的温度分布，还有其换热系数和压力损失，得出最佳的小通道分６．５ｍｍ布方式间距为，在该间距下，换热器的换热性能最好。同时设计搭建了４ｍｍ小通道査管换热器试验平台，Ｗ水为换热介质，对换热器内流体流动和换热性能进行研究，记录换热器在不同工况下换热量和管内阻力损失，将结果和数值模拟结果对比，验证数值模拟分析的正确可信。最后将小通道套管换热器与同轴套管换热器进行试验对比，分析对比小通道套管换热器与同轴查管换热器的换热巧能。验证了小通道套管换热器的研究和应用是有意义的，且为Ｗ后

7、的深入研究提供了方向。关键词：小通道套管换热器数谊模拟分布设计试验对比ＩＡＢＳＩＫＡＣＴＡＢＳＴＲＡＣＴＴｕｂｅｈｅａｔｘｃｈａｎｅｒｉｓｗｉｄｅｌ口巧ｄａｓａｄｅｖｉｃｅｗｉｔｈｅｘｃｄｌｅ打ｔｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｅｇｙｅｒｆｏｒｍａｎ化ｓｓｅｍｓｔｏｔｈｅｒｋｅｉｎｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓｒｉｃｅ化ｅｉｎｍａｎｙｅｎｅｒｇｙｙｔ－Ｄｕｅｐ：ｐｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍｏｒｅｃｏｍｐａｃｔａｎｄｅｆｉｃｉｅ打ｔｈｅａ

8、ｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｉｓｂｅｃｏｍｉｎｇ过ｈｏｔｓｐｏｔｏｆｔｒｅａｒｃｈｉｓｅｒｄｅｓｉｎｓｔｅｘｃｈａｎｅｒｃｕｒｒｅ打ｓｅ．Ｕｎｄｅｒ化ｓｂａｃｋｒｏｕｎｄｔｈｉａａｔｕｂｅｈｅａｇ，ｐｐｇｇｗｉ化ｔｕｂｅｓｉｎ４ｍｍａｎｄａｎａｌｙｓｉｓ出ｅｆｌｏｗａ打ｄｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ