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阐述管壳船用换热器流动和传热三维流场数值模拟查抄袭率

收藏本文 2024-03-18 点赞:7498 浏览:21588 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:换热器是冷热流体进行热量交换的设备,广泛运用于各种工业领域中。而管壳式换热器由于结构相对简单,处理能力大,安全性比较高等特点,成为船舶中最常用的换热器结构型式。本论文以某船闭式机舱为探讨对象,通过对机舱内的热空气同舱外海水进行对流换热来进行数值模拟,得到了整个换热器的速度场、温度场和压力场分布,并对模拟结果进行浅析比较,提出换热器内折流板结构参数的优化案例和换热器进口速度对整体性能的影响。探讨的主要内容如下:1.对某船闭式机舱换热情况进行浅析,选择适合于空气和海水换热的换热器类型并对管程和壳程流路进行布置。2.通过Pro/ENGINEER软件对该换热器进行三维建模,并将模型导入到计算流体动力学软件FLUENT中进行数值模拟浅析;为了避开恒热流或恒壁温管壁边界条件造成的与实际管内外对流换热情况的差别,在数值计算中,将壳程空气和管程海水的对流换热进行了耦合计算。3.通过数值模拟计算结果,对换热器的二种换热管束布置方式进行了不同折流板数目、不同折流板缺口高度及进口速度的比较浅析。结果表明,随着折流板数目的增加,换热器的压降越来越大,换热效果越来越好;随着折流板缺口高度的增大,换热器的压力损失逐渐减小,换热效果也逐渐下降;而进口速度的增加,则会带来换热性能提升及阻力损失的增大。4通过j-k因子法得出了当换热器外部结构为本论文所取值时,取折流板数目为4时,折流板缺口高度为40%壳体内径时的综合性能最佳,并且换热管排列方式为正三角形的换热器显著优于换热管排列方式为正四边形的换热器。通过本论文的探讨工作,可以对影响空气海水换热器换热性能的各个影响因素有准确的了解,并对进一步优化设计提供了技术支持。通过建立换热器模型进行内部流场模拟,可以对所有着的不足提前发现,减少了在财力物力上的消耗,充分发挥了仿真的优势。关键词:闭式机舱论文管壳式换热器论文数值模拟论文折流板论文FLUENT论文

    摘要5-7

    ABSTRACT7-14

    第一章 绪论14-19

    1.1 本论文探讨的背景及作用14-15

    1.2 管壳式换热器探讨近况15-16

    1.3 管壳式换热器数值模拟的探讨近况16-18

    1.4 本论文的主要探讨内容18-19

    第二章 换热器数值模拟的论述基础19-29

    2.1 CFD 技术的基本概述19-20

    2.2 描写流动与传热的制约方程20-22

    2.3 湍流流动与传热的数值模拟22-25

    2.4 壁面函数法25-26

    2.5 SIMPLE 算法介绍26-27

    2.6 建立模型所需的软件27-29

    2.6.1 FLUENT 软件27-28

    2.6.2 Pro/ENGINEER 软件28-29

    第三章 换热器 3D 数值模拟模型29-38

    3.1 换热器三维模型建立及简化检测设29-30

    3.2 模型的网格划分策略30-32

    3.3 边界条件设定32-34

    3.4 计算求解34-37

    3.4.1 模拟求解计算设置34-35

    3.4.2 求解计算的内容35-36

    3.4.3 换热器数值模拟准确性的验证36-37

    3.5 本章小结37-38

    第四章 板间距的优化38-49

    4.1 换热器性能评价浅析38-40

    4.2 板间距对流场流动情况的影响40-42

    4.3 板间距对流场压降的影响42-45

    4.4 板间距对换热性能的影响45-47

    4.5 对板间距的优化47-48

    4.6 本章小结48-49

    第五章 折流板缺口高度及进口流速变化对换热性能的影响49-64

    5.1 缺口高度的优化49-56

    5.1.1 缺口高度对流场流动情况的影响49-51

    5.1.2 缺口高度对流场压降的影响51-53

    5.1.3 缺口高度对换热性能的影响53-55

    5.1.4 缺口高度的优化55-56

    5.2 对进口流速的综合性能浅析56-63

    5.2.1 管程速度不变时,壳程速度变化对流动与传热的影响56-60

    5.2.2 壳程速度不变时,管程速度变化对流动与传热的影响60-63

    5.3 本章小结63-64

    第六章 全文总结及工作展望64-66

    6.1 全文总结64

    6.2 工作展望64-66

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