换热器是工业生产中不可或缺的核心设备。随着舰载科技的不断发展,为了提高电子设备的可靠性并延长设备的使用寿命,如今多采用密闭机柜气—液冷却系统来冷却机柜中的发热元器件。作为冷却系统中*为核心的部件—翅片管换热器,其传热性能的高低直接决定着整个冷却系统的运行效率。因此对翅片管换热器传热性能进行分析,并优化结构和材料选择是节能减排、提高制冷设备冷却效率的有效手段。本文以某舰载制冷设备中使用的翅片管换热器为研究对象,通过数值模拟的方法,对干工况下翅片管换热器空气侧的传热性能进行深入探究。主要内容及结论如下:(1)结合翅片管换热器的相关结构参数,利用Gambit软件建立三维简化计算模型,以流体力学软件Fluent为依托,进行数值模拟仿真。通过数值模拟结果与已有实验计算结果的对比,发现两者的相对误差控制在14%以内,符合工程计算的误差要求,从而验证了研究翅片管换热器的传热性能时运用数值模拟的方法是可靠的。(2)分析了五种关键结构参数对翅片管
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铜材料需求的快速增长、铜资源短缺、以及铜价格的逐年上涨,寻求铜替代材料的研究成为人们关注的问题。铜替代可以节约铜资源,缓解我国铜资源紧缺问题,降低生产成本,提高市场竞争力,低端产品与高端产品并存,共同推动市场发展；本文采用数值模拟的方法,在边界条件相同的情况下,对铜、铝、不锈钢等三种材料翅片管换热器进行数值模拟,达到相同的传热效果,在传热量相同的条件下,分析不同材料换热器的所需要的数量和造价,为翅片管换热器材质的替代提供理论依据。通过将数值模拟结果值与实验结果值两者对比,验证了所建立的数值模拟模型的可靠性；研究结果表明：翅片间距为主要影响因素,翅片厚度次之,翅片高度对性能因子的影响*小,即翅片间距为2.3mm,翅片厚度为0.15mm,翅片高度为4mmm；在传热量相同的条件下,换热器1基管材料为铝平均总造价是8.64元,是基管材料为铜平均总造价的8.69%；换热器1基管材料为不锈钢平均总造价是47.95元,是基管材料为铜平均总造价.
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随着经济的飞速发展,我国能源需求量迅猛增长,能源供应不足已成为制约我国经济社会发展的一大重要因素,这对我国的节能减排事业提出了更高要求。工业生产中的热能,约50%以低品位余热的形式直接排放,既浪费能源又污染环境。作为电能消耗大户,铝电解过程中约30%的输入能量*终以低温烟气(100-200℃)的形式经烟管汇总、收尘后直接排放。回收和利用这部分热能进行发电对铝电解行业的节能减排具有重要的现实意义。本文以湖南省高新领域工业支撑科技计划重点项目“低温烟气余热发电关键技术研究”为依托,采用数值模拟方法,对铝电解低温烟气余热发电系统中翅片管式换热器的传热性能进行了深入研究。本文的主要研究内容与结论如下：(1)以大型计算流体动力学商业软件FLUENT为平台,建立了翅片管传热的计算模型。在建模时,经过综合比较,截取单元管长进行计算,并将管内工质对流换热与管外烟气对流换热进行耦合计算,从而避免了以往计算中将管壁设置为恒热流或恒壁温边界条件时,所.
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翅片管换热器具有较高的换热性能,目前已广泛应用于航天、化工、制冷等行业。在换热器的应用过程中,需要在原有换热器的基础上进行优化,增强换热性能,提高能源的利用效率。本文以空冷式平直形翅片管换热器为研究对象,采用Gambit软件建立换热器模型,利用FLUENT软件对换热过程进行数值模拟,分析优化后换热器的换热特性和阻力特性,并研究涡流发生器个数、涡流发生器高度、翅片厚度、翅片管外半径、翅片间距、翅片管横向管间距等因素对换热性能的影响。本文主要研究内容如下:(1)建立翅片管换热器模型,以初始平直形翅片和波纹形翅片为比较对象,研究平直形翅片优化后温度场、压力场与对流换热系数的变化情况,分析通过加装涡流发生器这种结构优化方式的强化换热机理。(2)采用控制变量的方法,改变翅片管换热器入口介质的流速,研究优化前后换热器换热性能的变化。优化后的平直形翅片单位换热量平均压降是优化前的1.09倍,努赛尔数增大了11%-23%,阻力因子增加了5%-1.
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对国内外空浴式翅片管气化器传热性能数值模拟研究现状进行了综述,分析了针对管外自然对流传热、水汽在翅片管凝结及凝华结霜、管内.
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伴随经济的高速发展,人们关注的重点,慢慢的从经济发展转移到倡导能源低碳运行、提高资源利用率、保护生态环境和实现人类社会和谐可持续发展上来。为了解决能源需求急剧增长而供应不足等一系列问题,除了大力开展节能、科学用能和化石燃料的清洁高效利用等研究以外,还必须加快可再生能源如太阳能、风能等的开发和利用。然而风能、潮汐能、太阳能等可再生能源具有间歇性和波动性的特点,其并网将对电网产生较大的冲击,导致弃风、弃光等浪费能源的现象非常严重。为了解决这类问题,研究者们提出采用储能技术对可持续能源进行调节,但传统的抽水蓄能、压缩空气储能等储能方式受到地理条件的限制,影响其大规模的利用。为了解决此类问题,我国中科院提出了超临界压缩空气的储能方式,其不受地理条件的限制并可大规模应用。超临界压缩空气储能系统主要是将空气压缩到超临界状态,冷却液化之后储存在低温储罐中。在压缩过程中由于空气的压力升高而产生大量的压缩热,为提高系统效率,需要在压缩过程中采用级.
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