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传热管壳式换热器内部三维流场数值模拟网

收藏本文 2024-02-05 点赞:4344 浏览:9878 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:换热器在化工、制药、石油、电力、动力机械等历程行业中受到广泛的运用。其良好的工作性能对于工厂运转的效率、稳定性、维护成本等至关重要。本论文利用FLUENT软件对单弓形折流板管壳式换热器壳程流体的流动和传热进行了三维数值模拟。此次数值模拟是基于各向异性多孔介质与分布阻力的模型,采取了混合网格对几何模型进行网格划分及标准k-ε计算模型和壁面函数法。本论文还在数值模拟计算对管壳式换热器的物理模型作了简化:流体稳态流动;壳体为绝热;管壁为定温;不考虑小间隙流路,比如换热管与折流板之间的缝隙流和折流板绝热等。模拟计算采取了三个不同的壳程流体进口速度,得到了不同流体初速下壳程速度矢量场、温度场和压力场的分布情况,并且给出了质点的迹线图。另外,对某些特殊截面,也给出了速度矢量场、温度场和压力场的分布情况。最后,对数值模拟计算结果进行了浅析。另外,模拟计算还采取了转变折流板数量,得到了温度云图、压力云图、速度矢量图和流体流动迹线图,并通过对这些图进行比较浅析,得出了一些与论述和实验相符的结论。以上所做工作是对换热器进行数值模拟进行的一次有益的探讨。关键词:换热器论文三维数值模拟论文FLUENT软件论文流动与传热论文

    摘要4-5

    Abstract5-8

    第1章 绪论8-17

    1.1 换热器概述8-9

    1.1.1 换热器的运用8

    1.1.2 换热器的分类8

    1.1.3 管壳式换热器8-9

    1.1.4 进展历程9

    1.2 列管式换热器换热性能探讨近况9-15

    1.2.1 实验探讨10-11

    1.2.2 论述探讨11

    1.2.3 数值模拟探讨11-15

    1.3 本课题探讨内容和策略15

    1.4 本章小结15-17

    第2章 计算流体力学基础与湍流模型介绍17-25

    2.1 数值计算技术介绍17-21

    2.1.1 计算流体动力学计算步骤17

    2.1.2 CFD 特点17-18

    2.1.3 CFD 运用领域18

    2.1.4 数值计算的主要策略18-20

    2.1.5 有限体积法中常用的离散格式20

    2.1.6 压力修正 SIMPLE 算法20-21

    2.2 湍流的数值模拟21-23

    2.3 FLUENT 介绍23-24

    2.3.1 FLUENT 软件包的组成23-24

    2.3.2 FLUENT 求解步骤24

    2.4 本章小结24-25

    第3章 管壳式换热器的数值模拟25-72

    3.1 数值模拟的基本历程25-26

    3.1.1 前处理25-26

    3.1.2 计算求解26

    3.1.3 后处理26

    3.2 模拟计算的检测设和简化26

    3.3 换热器的结构参数26-27

    3.4 数值求解历程27-70

    3.4.1 创建几何模型27-38

    3.4.2 求解计算38-50

    3.4.3 后处理50-70

    3.5 数值求解浅析70-71

    3.6 本章小结71-72

    第4章 折流板数量对换热器壳程流场的模拟计算72-82

    4.1 几何模型72-73

    4.2 数值求解73-74

    4.3 后处理74-81

    4.3.1 温度场74-76

    4.3.2 速度矢量场76-78

    4.3.3 内部流场整体压力云图78-79

    4.3.4 迹线图79-81

    4.4 本章小结81-82

    结论82-84

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