光管换热器的流场模拟开题报告

全文总字数：1703字

1. 研究目的与意义

管壳式换热器是目前国内外换热设备的主要结构形式。

它广泛应用于能源、动力、核能、石油、制冷、化工和加工处理等工程技术领域，如进料换热器、蒸发器、冷凝器、再沸器、回热器等。

管壳式换热器占整个换热器市场的30 %左右，因此研究换热器壳侧流动的压降和换热规律具有重大的工程意义。

2. 国内外研究现状分析

换热器研究最初采用的方法是bell－delaware方法，但由于其计算精度低，无法提供流场的细节描述，且不能利用计算机计算，于是被数值模拟方法所代替。

早期采用的模型有的过于简单，有的考虑不周，随着模型的完善和计算方法的发展，在最开始的1974年 patankaＲ和spalding提出分布阻力、体积多孔度的概念，实现了对壳管式换热器壳程流场的数值模拟。

随之国内的黄兴华提出一种管壳式换热器壳程单相流动和传热的三维模拟方法，使用多孔介质模型和合适的分布阻力, 分布热源模型，通过求解多孔介质中平均的n-s方程组得到换热器中的流动和传热特性，进行了三维模拟。

3. 研究的基本内容与计划

内容：本文主要阐述目前工业过程中，换热器内流体流场的主要特征，及其对换热的影响，分析热流场模拟的研究现状。

以典型的光管管壳式换热器为例，重点分析管程、壳程流体的运动特征、传热机理，分析比较采用何种模型模拟其热流场特征。

（1）了解目前管壳式换热器热流场模拟的研究现状。

4. 研究创新点

探索如何用更完善的模型研究流体流场，降低流体阻力，减小误差，提高准确性，提高实用性和可操作性。

通过模型研究中充分考虑流速、管排布置、管壳程的流动方式等多方面因素对换热的影响，优化换热器结构设计，来提高换热器的换热效率。