1. 研究目的与意义（文献综述）
随着全球气候变暖、海冰大量融化，极地蕴藏的丰富资源和极具价值的北极航道将提升极地的实际价值。目前世界上一些发达国家正掀起极地船舶关键技术研究的热潮，开始大量建造极地船舶。我国作为一个近北极国家，北极航道的开通可以减少我国对常规航线的依赖。降低能源运输的安全风险，同时开发北极丰富的油气资源也可以为我国油气安全提供战略保障。但是，我国在极地船舶基础研究和核心技术方面与国外先进技术水平相比还存在很大差距。还有北极航道通航条件不断改善，未来全球对极地船舶的需求会越来越大，对极地船舶性能的要求也会越来越高。我国造船业必须高度重视对北极航道的研究，加大对极地船舶特别是高等级极地船舶的研发力度，为我国在北极地区破冰前行提供装备保障。极地船舶面临的重大机遇与战略挑战，习近平总书记致中国南极泰山站的贺信中指出：“极地科学考察,是人类探索自然奥秘、探求新的发展空间的重要领域，是一项功在当代、利在千秋的事业。”而极地船舶是极地考察、极地航运、极地资源开采的关键基础装备。北极拥有极为丰富的自然资源,对世界未来经济社会的可持续发展有重要的支撑作用。据美国地质勘探局公布的一份最新评估报告称，北极拥有全球13%的未探明石油储量,同时拥有全球30%未开发的天然气储量和9%的世界煤炭资源.丰富的北极油气资源，将为我国油气安全战略提供新的保障，其潜在价值已显现出现实意义。与丰富的自然资源相比，更加诱人的则是400年来人们梦想中的“北方黄金航道”的开辟。一旦北极航道开通，将形成包括俄罗斯、北美、欧洲、东亚的环北极经济圈。而这一切已经远远超过资源开发的意义，它无疑将带来国际政治版图的巨大变迁，其影响绝不亚于新大陆的发现。
极地船舶中板式换热器是不可缺少的重要设备之一。比如在主副机滑油冷却器、气缸套淡水冷却器、燃油加热器、蒸汽凝水器、给水加热器等设备中都要用到热换器。但是船舶特殊的工作环境对换热器的要求非常苛刻,其中特殊环境包括在海面上不稳定等因数,可能遭遇振动、冲击、大角度倾斜及噪音等工况；冷却介质一般是海水，其中含盐浓度大,工作环境湿度高，撅对板片的腐蚀性很强船舶本身空间的利很紧凑,对换热器所占的空间和质量更加严格限制传统的换热器传热介质往往是水与,而船舶用换热器传热介质一般是油与水等等。板式换热器的出现有效的解决了很大一部分问题。
板式换热器是一种高效紧凑的换热设备,它的应用几乎涉及到所有的工业领域（其中包括极地船舶）,分螺旋板式换热器、平板式换热器、板翅式换热器三种。其类型、结构和使用范围还在不断发展。近年来,焊接型板式换热器的紧凑性、重量轻、换热性能好、初始成本低等优越性已越来越被人们所认识,因此人们纷纷对板式换热器内流动状态和换热机理展开研究。
2. 研究的基本内容与方案
首先，查阅相关资料，了解板式换热器的种类、结构组成以及工作原理。通过阅读文献，学会设计板式换热器的方法，结合极地船舶海水冷却系统的应用，通过对板式换热器进行选型、计算、设计，设计出适用于极地船舶海水冷却系统的板式换热器。
通过学习ANSYS和FLUENT软件，用CFD软件对人字形波纹板式换热器进行数值模拟,在此基础上又进行了实验研究及实验数据与数值模拟的对比分析。具体进行了以下四个方面的工作:(1)基于板式换热器流动与换热机理,运用CFD商用软件FLUENT构建人字形波纹板式换热器计算模型,并进行网格划分,通过热力学与流体力学分析完成边界条件的设定以及湍流模型的选取;(2)对不同波纹倾角β、波纹深度h、波纹间距λ等几何参数的板式换热器进行数值模拟,得到温度场、压力场、速度场,并利用计算结果拟合各几何参数与努塞尔数Nu、压力降Δp之间的关系曲线。将结论与文献所得结论进行了对比,验证了数值模型的准确性;(3)设计并搭建一套板式换热器水-水换热测试系统,通过改变进入换热器的流体温度和流量,得到了一系列不同工况下的实验数据;(4)在已建立的数值计算模型基础上构建人字形波纹板式换热器的整体计算模型,对具体型号板式换热器进行数值模拟,获得板式换热器内部温度场、压力场以及速度场,并以此分析该板式换热器性能,同时将数值计算结果同实验值进行比较,验证了计算模型的准确性。通过完成CFD的板式换热器三维曲面建模和数据分析得到最佳板型。最后，撰写毕业论文（内容包括：摘要、关键词、正文、参考文献、附录（文献综述））。
3. 研究计划与安排
1）、熟悉选题内容，进行相关资料整理，准备翻译工作（第1周上半周）
2）、确定所要翻译的英文文献，熟悉翻译资料，并完成整个翻译工作，由老师批复修改后确定该项任务完成（第1周下半周-第2周）
3）、完成开题报告，在老师批复修改后确定该项任务完成（第3周）
4. 参考文献（12篇以上）
1）. 李燕. 低雷诺数下纵流壳程换热器强化传热研究[d].硕士学位论文, 郑州大学, 2006.
2）. 王艳龙,陈明. 面向cfd的螺旋桨逆向三维曲面建模方法[j].船海工程, 2012, 4: 21-23，28.
3）.唐鹤文. 螺旋曲面肋板式换热器的强化传热及结构优化研究[d]硕士学位论文, 南华大学, 2013.
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