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动态管式换热器动态特性

收藏本文 2024-01-29 点赞:25224 浏览:117116 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:管式换热器是工业上常用的余热回收装置,在实际运转中,其各种条件不会一成不变,时刻处于不稳定的状态。如何制约换热器运转在最佳工况,对于新设计的换热器,如何得到其动态特性参数以帮助设计自动制约系统,都需要对换热器的动态特性进行探讨。本论文将以常用的三种管式换热器为主要对象,采取模块化建模的策略,探讨其集总参数建模策略并设计MATLAB/Simupnk通用程序。围绕这个目标,本论文开展了如下工作:1)以单根叉流换热管为基础模块,建立了动态制约方程,提出了对于典型工况下的单根换热管动态建模必须分段处理,每段长度不得超过1米,每段内可认为被加热介质温度线性分布,吸热均匀。2)利用通用CFD软件Fluent求取换热器的静态工作点,结合论述计算验证了其结果可靠。利用MATLAB/Simupnk软件建立了动态制约方程的求解模型,其扰动实验结果通过Fluent软件验证可靠。3)以单根叉流换热管的MATLAB/Simupnk求解模型为基础模块,以等效换热管的方式,通过不同的串并联方式分别建立了工业上常用的多组二行程逆叉流换热器、单组四行程逆叉流换热器、单组四行程叉流换热器的动态仿真模型,利用Fluent软件求取其静态工作点,并验证结果,通过扰动实验,分别得出其动态特性参数和传递函数。4)比较三种形式换热器的动态特性参数,浅析其动态特性的优劣。以增加空气出口温度对扰动的自衡度为准,对换热器的设计提出以下倡议:①要增加对流量扰动的自衡度,需增加流道,即空气增加每组管束的数量,烟气增加迎风面的管束数量;②要增加对自身入口温度扰动的影响,需增加流程,即增加管长或增加行程数。关键词:管式换热器论文动态仿真论文动态特性论文传递函数论文模型论文

    摘要5-6

    Abstract6-10

    第1章 绪论10-24

    1.1 探讨背景及作用10-14

    1.1.1 能源近况与进展走势10

    1.1.2 换热器10-12

    1.1.3 数学模型与动态仿真12-14

    1.2 探讨近况和文献综述14-20

    1.2.1 预测动态特性的策略和步骤14-16

    1.2.2 动态特性的数学表达式16-18

    1.2.3 模块化建模与流体网络18-19

    1.2.4 换热器动态特性探讨进展19-20

    1.3 探讨内容及探讨工具20-24

    1.3.1 探讨内容20

    1.3.2 CFD技术及Fluent软件介绍20-21

    1.3.3 MATLAB/Simupnk软件介绍21-24

    第2章 单根叉流换热管的动态建模与浅析24-50

    2.1 管式换热器的基本方程组24-31

    2.1.1 管内介质基本方程24-27

    2.1.2 管壁金属的热平衡方程27

    2.1.3 管外介质基本方程27-31

    2.2 单根换热管集总参数动态数学模型31-37

    2.2.1 基本方程组的简化31-32

    2.2.2 模型的集总参数化32-35

    2.2.3 线性化35-37

    2.3 单根叉流换热管静态工作点的浅析37-44

    2.3.1 论述浅析37-40

    2.3.2 数值浅析40-44

    2.4 单根叉流换热管的动态仿真44-49

    2.4.1 MATLAB/Simupnk仿真模型的建立44-46

    2.4.2 仿真结果与浅析46-49

    2.5 本章小结49-50

    第3章 换热器的动态仿真50-68

    3.1 二行程逆叉流换热器50-58

    3.1.1 几何模型50-51

    3.1.2 静态数值浅析51-53

    3.1.3 静态论述浅析53-54

    3.1.4 动态建模与仿真54-58

    3.2 单组四行程逆叉流换热器58-63

    3.2.1 静态数值浅析59-60

    3.2.2 静态论述浅析60-61

    3.2.3 动态建模与仿真61-63

    3.3 四行程叉流换热器63-68

    3.3.1 静态数值浅析64-65

    3.3.2 动态建模与仿真65-68

    第4章 三种换热器动态特性比较浅析68-74

    4.1 自衡度浅析69-71

    4.1.1 自衡度比较69-70

    4.1.2 影响对象自衡度的因素70-71

    4.2 灵敏度浅析71-72

    4.3 滞后浅析72

    4.4 小结72-74

    第5章 总结与展望74-76

    5.1 本论文总结74

    5.2 探讨展望74-76

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