论文部分内容阅读
近几年来,由于资源的过度开采和利用,造成环境的严重污染,合理利用资源以及提高资源的利用率已经不仅仅是我国需要面临的严重问题,更是全世界讨论的重要课题。换热器作为一种高效利用能源的重要设备,广泛应用于工业生产以及食品加工领域。虽然很多学者对板式换热器的传热性能进行了大量的研究,但是利用(火用)传递理论对板式换热器进行研究却比较少。本文主要利用(火用)传递理论,以板式换热器为研究对象,对于传热和传(火用)两种换热器的性能评判方法进行比较。主要内容为:首先,确定板式换热器的主流区,在GAMBIT中对板式换热器主流区进行三维建模并进行网格划分;在FLUENT中对三维模型进行数值模拟,得到在主流区的速度场和温度场分布;进而针对不同波纹倾角以及不同波纹节距的主流区进行数值模拟,得到努塞尔数以及传热系数的变化趋势。然后,依据(火用)传递理论,推导传(火用)有效度以及平均传(火用)系数的计算公式,计算得到随着不同波纹倾角以及不同波纹节距,传(火用)有效度以及平均传(火用)系数的变化趋势。最后,针对水、油两种换热介质进行数值模拟,利用传(火用)理论,比较两种介质在传(火用)方面的性能。研究结果表明:⑴对于不同波纹倾角的换热板而言,在波纹倾角比较小时,努塞尔数和传热系数随波纹倾角的不断增加而增加;当波纹倾角为70°左右时,努塞尔数达到最大值;随着波纹倾角继续增加,努塞尔数和传热系数逐渐降低。⑵对于不同波纹节距的换热板而言,随着波纹节距的增加,努塞尔数以及传热系数逐渐减小。⑶针对不同波纹倾角以及不同波纹节距而言,传(火用)有效度和平均传(火用)系数的变化趋势与努塞尔数和传热系数变化趋势一致,但是平均传(火用)系数比传热系数小。⑷油的传(火用)有效度和传(火用)系数变化趋势与水的变化趋势一致,但是数值比水小。