插V型槽纽带管湍流下传热及流动特性的数值模拟开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文献综述

1、研究背景

1.1我国是一个能源生产大国和消费大国，拥有丰富的化石能源资源。2006年，煤炭保有资源量为10345亿吨，探明剩余可采储量约占全世界的13%，列世界第三位。但是中国的人均能源资源拥有量较低，煤炭和水力资源人均拥有量仅相当于世界平均水平的50%，石油、天然气人均资源拥有量仅为世界平均水平的1/15左右。能源资源赋存不均衡，开发难度较大，已探明石油、天然气等优质能源储量严重不足。再加上能源利用技术落后，利用低下，在经济高速增长的条件下，我国能源的消耗速度比其他国家更快，能源枯竭的威胁可能来得更早、更严重[1]。我国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家，一次性能源生产和消费65%左右为煤炭，大量使用煤炭，使66%的中国城市大气中颗粒物含量以及22%的城市空气二氧化硫含量超过国家空气质量二级标准。长期以来这种以煤炭为主的能源结构和单一的能源消费模式带来了严重的环境污染。伴随着经济的快速发展和能源需求量的持续增长，化石燃料燃烧所产生的温室气体排放给环境造成了越来越沉重的压力。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

本课题为综合分析类课题。在一定范围内,通过数值模拟的方法,计算湍流条件下插v型纽带管内在不同波纹结构条件、不同雷诺数条件下流动与传热特性,得出相关参数如换热系数、努塞尔数,进出口压差、摩擦系数等,并得到有一定普遍意义的计算公式。

数值模拟的方法目前对单相流动和传热过程相对比较成熟,其计算精度可以满足工程要求。通过模拟的方法得到具有工程意义的参数,了解插v型纽带管流动与换热特性。

本课题应用gambit软件进行建模和初步定义边界条件,利用fluent针对管内温度场、速度场和压力场进行求解。最终利用计算所得相关参数,设计一台插v型纽带管换热器,实现一定工艺过程,并绘制出图纸。