基于CFD的蜂窝夹套传热性能分析开题报告

1. 研究目的与意义

随着现代工业的飞速发展，蜂窝夹套逐渐成为夹套运用中的主流，从强度角度来说，与一般夹套相比，蜂窝夹套设备大大降低了夹套壁厚和内筒壁厚，制造成本降低。从传热角度来说，蜂窝夹套的间隙比普通夹套的间隙要小，流通面积较小，流体在腔内流速显著增加，并且大量在夹套内起着扰流件的作用，流体在流经蜂窝点时不断改变流动方向和流动速度，形成紊流涡流使热（冷）交换加速，大大增加传热效果。基于蜂窝夹套内给热系数研究的文献很少，因此对蜂窝夹套设备传热性能进行研究显得十分迫切。为了系统地研究蜂窝夹套设备流体的传热，探索蜂窝夹套设备的设计理论依据，本文应用CFD软件，对蜂窝夹套水冷却结构模型进行夹套侧给系数的模拟计算，并将蜂窝夹套应用于导热油的薄膜蒸发器，进行了传热数值模拟分析。

2. 国内外研究现状分析

九十年代初期，出现了一种新型高效夹套蜂窝夹套，该结构以其优异的机械性能和传热性能广泛应用于食品、化工、造纸、卫生等行业。随着蜂窝夹套的广泛应用，优化和改进其工作性能成为目前化工过程机械行业的主要任务。自蜂窝夹套问世以来，国内外对其流动机理、传热性能的优化设计及制造应用进行了大量研究。

学者们对薄膜蒸发器的研究主要在理论研究、实验研究和数值模拟三个方面。在理论研究方面，2006年范琦、尹侠采用正交设计及因素分析法对蜂窝锥度、蜂窝间距、蜂窝高度、蜂窝直径及蜂窝排列形式等结构参数对蜂窝夹套热力性能的影响进行研究,并依据方差分析结合响应面法对结构因素进行优化组合。在实验研究方面2008年丁昌勇、尹侠通过对影响蜂窝夹套强度因素的分析,将蜂窝夹套应用于薄膜蒸发器上,其换热性能比传统的夹套具有明显的优越性。同时,由于蜂窝夹套对设备筒体进行了加强,提高了压力水平,故使壁厚减薄,成本降低,值得推广应用；2009年丁昌勇、尹侠通过对影响蜂窝夹套强度因素的分析,将蜂窝夹套应用于薄膜蒸发器上,其换热性能比传统的夹套具有明显的优越性。同时,由于蜂窝夹套对设备筒体进行了加强,提高了压力水平,故使壁厚减薄,成本降低,值得推广应用。在数值模拟领域2000年顾晓华、董安霞介绍了有关蜂窝夹套容器焊接工艺评定及爆破试验，阐述了如何制定合理的工艺方法和参数，来实现设计强度和标准要求。

近些年研究者开始使用fluent、ansys等软件对蜂窝夹套进行模拟研究。

3. 研究的基本内容与计划

完成蜂窝夹套传热性能分析，查阅文献的基础上对蜂窝夹套的结构特点、应用场合、国内外研究进展等进行综述。基于数理统计方法，应用计算流体力学软件对蜂窝夹套的传热情况进行模拟，分析蜂窝结构参数对蜂窝夹套传热特性的影响，得出有益于工程实践的结论，为蜂窝夹套的设计和优化提供参考依据1）论文要按规范的格式撰写。

2）进度计划：

a)调研及查阅文献，翻译外文资料写出开题报告3周

4. 研究创新点

无