板翅换热器传热与流动特性数值研究开题报告

全文总字数：1752字

1. 研究目的与意义

换热器是进行热量交换的通用工艺设备，广泛应用于化工、制冷、空气分离、炼油、动力、冶金、原子能、造船、食品、制冷、建筑、电子、航空等工业部门中，是生产与生活中不可缺少的重要热利用设备,其性能的优劣对能源的有效利用产生重大的影响。传热过程的强化技术的研究，换热设备的合理设计、运转和改进并依此设计新颖的紧凑式换热器，不仅是现代工业发展过程中必须解决的课题，同时也是开发利用新能源和开展节能工作的紧迫任务。

本文在查阅国内外相关文献的基础上，建立板翅换热通道的三维数值模型，研究板翅换热通道单相强制对流传热特性与流动特性，通过分析流道高度，间距与宽度对传热因子j与流动阻力因子f的影响，获得结构参数对平直翅片、锯齿翅片单相换热特性与流动特性的影响规律；同时比较平直翅片与锯齿翅片两种传热翅片的换热效率。

2. 国内外研究现状分析

板翅式换热器早在1940年因航空业的需要开始生产，历经半个多世纪的发展，现已广泛应用于各工业部门，如石油化工、宇航、车辆、动力、核工程、环境能源等。近年来，随着工业的高速发展，节能与减排问题越来越受到关注。研究高效传热结构，提高板翅换热效率是解决节能减排矛盾的重要途径。

在国外方面，prasad^[1-3]在分析了板翅式换热器的换热机理之后，利用翅片换热的计算方法，对板翅式换热器建立了数值模型，计算板翅式换热器的温度场，获得流体的出口温度。这个模型同样适用于多股流与不同的流动布置。

德国的university of the federal armed forces hambrg和上海理工大学^[4]方面合作建立了一个换热器的多股流一维数学模型，这个模型适用于顺流和逆流情况的换热器温度场，利用该模型速可以得到了分析解。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：根据任务书要求，研究内容是流道单相强制对流传热特性与流动特性，通过分析流道高度，间距与宽度对传热因子j与流动阻力因子f的影响，获得结构参数对变截面流道单相换热特性与流动特性的影响规律。

研究计划：

第1~2周： 查阅文献资料，翻译英文文献，完成开题报告；

4. 研究创新点

运用FLUENT软件对板翅式换热器进行数值模拟，建立锯齿、平直翅片通道三维数值模型；通过分析翅片高度，间距与宽度对传热因子j与流动阻力因子f的影响，获得结构参数对板翅通道换热特性与流动特性的影响规律；研究两种翅片通道对流传热特性与流动特性，评价并比较两种翅片的传热性能与阻力性能。