双壳程连续螺旋折流板换热器的数值模拟
双螺旋结构螺旋折流板换热器试验研究
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文章编号 ：１ ０ －０ ５２ ０ ）４ ０４ ・４ ０ ３９ １ （０ ７ｏ ・５ ７０
双螺旋结构螺旋 折流板换热器试验研 究
高晓 东， 冯 霄 （ 西安 交通 大学 能 源与动 力工程 学院， 陕西 西安 ７ ０ ４ ） １０ ９
摘 要：螺旋折流 板换热 器中壳程的流动方式与单 弓形结构下 具有很大 的差 别，在采用扇形板拼接而成 的螺 旋折流 板结
Ｅｘ ｒｍ ｅ ａ ｔ ｐｅ ｉ ｎｔ ｌＳ ｕｄｙ ｏ ｌｃ ｌＢａ ｅ ａ ｃ ｎｇ ｒｗｉｈ Ｄｏ ｆＨｅ ｉ ａ ｆ ｄ Ｈｅ ｔＥｘ ｈａ ｅ ｔ ｕｂｌ ｌｃ ｌＳ ｒ ｔ ｅ ｌ ｅ Ｈｅ ｉ ａ ｔ ｕｃ ｕｒ
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螺旋板换热器数值模拟模型的建立
图 ２ 螺 旋 板 各 圈 传 热面 及 传 热 单 元 编号
Ｆ ｇ ２ Ｈｅ ｔ ｔ ｎ ｆｒｓ ｒ ｃ ｎ ｕ ｅ ｆ ｅ ｔ ｔ ｎ ｆｒｕ ｉ ｉ． ａ— ｒ ｓ ｕ ｆ ｅ ａ ｄ ｎ ｍｂ ｒｏ ａ— ｒ ｓ ｎ ｔ ａ ｅ ａ ｈ ａ ｅ ｓ
（ 盘锦职业技术学院 。 宁 盘锦 １ ４ １ 辽 ２ ０ ０）
摘
要： 为了对螺旋板式换热器进行数值模拟， 建立了换热器的数学模 型。 使用等角度间隔将换热器中的
流体分为多个流动单元 ， 将换热面分为多个传 热面单元 ， 建立了流动单元与传热 面单元之间的对应关 系。应
用传热学原理建立了螺旋板式换热器的数学模型。利用这一模 型， 对实际型号的螺旋板换热器进行 了模拟计
算， 得到了换热器内的温度分布 、 总传热系数及 总流动阻力。模拟计算 所得 的流体温度分布及总传热系数等
数据与实验数据 吻合较好。
关 键 词 ： 旋 板 式换 热 器 ； 学 模 型 ； 拟 螺 数 模
中 图分 类 号 ：Ｑ ５ Ｔ ０２ 文 献标 识 码 ： Ｂ
Ｅｓａ ｉｈｍ ｅ ｆｎｕ ｅ ｉａ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｍ ｏ ｌｆ ｐｉａ ｅａ ｘ ｈａ ｔ ｂｌｓ ｎｔｏ ｍ ｒｃ ｌｓｍ ｌ ｔｏ ｄｅ ｏｒｓ ｒ ｌｈ ｔｅ ｃ ｎｇｅ ｒ
对 于螺 旋板 部 分 ，各 面单 元 的 面积 可 由 以
Ａ Ｄ Ｊ ｒ０ ｄ ＝ （）０
（） ５
１ ＿ 传 热 面 单元 的定 义 流 动 单 元 通 过 传 热 面 ．３ １ 进行换 热 ，使用 相 同 的ＡＯ 传热 面分 为传 热面 单 将 元。 螺旋 板换 热器 的板面很 薄 ， 般为 ３ ４ ｍ， 直 一 －ｍ 且 径较 大 ， 以采用 壁 的 中心面 为基 准来 计算 板 面 的 所
新型螺旋折流板热交换器壳程传热性能数值模拟
中 图分类 号 ：ＴＱ０ ５ １ ． ５ ；ＴＥ ９ ６ ５
文献 标 志码 ：Ａ
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ — ７ ４ ６ ６ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ． ０ １ ０
Ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ Ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ － ｓ ｉ ｄ ｅ Ｈｅ ａ ｔ Ｔｒ ａ ｎｓ ｆ ｅ ｒ Ｐｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ Ｎｅ ｗ Ｔｙ ｐ ｅ Ｈｅ ｌ ｉ ｃ ａ ｌ Ｂａ ｆ ｆ ｌ ｅ Ｈｅ ａ ｔ Ｅｘ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｒ
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摘 要 ：通 过 Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ 数 值模 拟 ， 比 较 了 ２种 螺 旋 折 流 板 热 交 换 器 的 传 热 和 流 动 性 能 ， 着 重 对 比 了不
同流速 下 ， 新型螺 旋折 流板 热交换 器和传 统螺 旋折 流板热 交换 器的性 能参数 及特征 。结果发现 ， 新 型螺 旋折 流板热 交换 器的传 热性 能优 于传 统 的螺旋折 流板 热 交换 器 ， 在 模拟 范围 内， 随着流速 的增 加， 传 热优 势 最高可 达 １ ０ ， 表 现 出较 好 的传热 效果 ， 但 同时压 降增 大 ， 需要 引起 注意 。
Ｚ Ｈ Ａ ＮＧ Ｙ ｉ ｎ ｇ － ｙ ｉ ｎ ｇ ，Ｑ Ｉ Ｈｏ ｎ ｇ － ｙ ａ ｎ ￣，ｊ Ｉ Ｑ ｉ ａ ｎ ￣，Ｚ Ｈ Ｏ Ｕ Ｃ ｈ ｅ ｎ － ｌ ｉ ｎ
连续螺旋折流板换热器动态特性的数值预测和分析
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第 ２ 卷 第 ４期 ７ ２０ ０７年 ８月
动
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工
程
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文章 编 号 ：０ ０６ ６ （０ ７ ０ ．７ ．６ １０ ．７ １２ ０ ）４５ ３０
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螺旋折流板换热器论文：螺旋折流板换热器的性能研究及结构优化
螺旋折流板换热器论文：螺旋折流板换热器的性能研究及结构优化【中文摘要】本文采用Fluent软件,对弓形折流板、连续型螺旋折流板、传统型1/4螺旋折流板以及新型1/4螺旋折流板换热器进行了数值模拟,系统地研究了不同换热器壳程的内部场、换热性能、阻力性能以及综合性能。
采用弓形折流板换热器进行了网格无关性研究,确定了1.7mm的网格无关尺寸。
针对1/4螺旋折流板换热器壳体中心和相邻折流板之间存在的漏流及壳程进出口压降过大的现象,提出了加宽折流板及倾斜壳程进出口管的改进措施。
根据模拟结果,得出以下结论：1/4螺旋折流板换热器最佳螺旋角范围为25°-36°,连续型螺旋折流板换热器的综合性能最优,其值是传统型1/4螺旋折流板换热器的1.018-1.052倍,新型1/4螺旋折流板换热器的综合性能是传统型1/4螺旋折流板换热器的1.05倍左右,而弓形折流板换热器是传统型1/4螺旋折流板换热器的0.534-0.573倍。
同时本文还给出了不同螺旋折流板换热器壳程的努赛尔数(Nu)及阻力系数(f)与雷诺数(Re)的关系式。
最后,本文设计并制造了一台新型1/4螺旋折流板换热器进行实验研究,得到总换热系数和壳程压力降的实验值与模拟值的误差分别在-7.62%-2.35%之间以及15%左右,进一步验证了本文数值模拟结果的正确性。
【英文摘要】A research of numerical simulation on heat exchanger with bow-shaped baffles, heat exchanger withcontinuous helical baffles, traditional heat exchanger with 1/4 helical baffles and new type heat exchanger with 1/4 helical baffles by using Fluent software has been done in this paper. This paper do a research on the internal flow field, heat transfer performance, resistant performance and comprehensive performance in the shell side systematically. With themesh-independent of heat exchanger with bow-shaped baffles verified, the mesh size are defined as 1.7mm. For not only leakage problem in the center of shell side and between baffles, but also high pressure drop in the import and export of shell side of the heat exchanger with 1/4 helical baffles, some measures that widen the baffles and tilt the import and export of the shell tube have been proposed in this paper.According to the simulation results, it comes to following conclusions:the best helix angle of heat exchanger with helical baffles ranges from 25°to 36°. When it comes to the comprehensive performance, heat exchanger with continuous helical baffles is the best, the value is 1.018～1.052 times better than traditional heat exchanger with 1/4 helical baffles, the comprehensive performance of new type heat exchanger with 1/4 helical baffles is about 1.05 times better than traditional heat exchanger with 1/4 helical baffles, but the value of heatexchanger with bow-shaped baffles is 0.534～0.573 times than traditional heat exchanger with 1/4 helical baffles. Meanwhile, the relationships between Nusselt number(Nu) and resistant coefficient(f) with Reynolds number(Re) have been established in this paper. In the end, an experimental study was done on new type heat exchanger with 1/4 helical baffles after been designed and manufactured, then it comes to the conclusions that the heat transfer coefficient at both of the tube and the pressure drop on the shell side deviate-7.62%～2.35% and about 15% between experimental values and simulation values, validating the correctness of the numerical simulation in this paper further.【关键词】螺旋折流板换热器螺旋角数值模拟性能研究结构优化【英文关键词】heat exchanger with helical baffles helix angle numerical simulation performance study structural optimization【备注】在线加好友索购全文：1-3-9-9.38-8-4-8同时提供论文写作一对一指导和论文发表委托服务。
《连续型螺旋折流板成形数值模拟研究》
《连续型螺旋折流板成形数值模拟研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，连续型螺旋折流板在各种流体传输和换热设备中得到了广泛的应用。
其独特的结构设计和优异的性能使其在工程实践中具有重要地位。
然而，由于连续型螺旋折流板的几何形状复杂，其实物制造过程中存在诸多困难。
因此，对连续型螺旋折流板进行数值模拟研究，不仅有助于理解其流动特性，还可以为实际制造提供理论指导。
本文旨在通过数值模拟的方法，对连续型螺旋折流板的成形过程进行研究。
二、数值模拟方法1. 模型建立首先，我们根据实际需求和设计要求，建立连续型螺旋折流板的几何模型。
模型应尽可能地反映实际结构，包括折流板的形状、尺寸、弯曲程度等。
2. 网格划分网格划分是数值模拟的关键步骤。
我们采用高精度的网格划分方法，对模型进行细致的网格划分，以确保模拟结果的准确性。
3. 边界条件设定根据模拟需求，设定合理的边界条件。
包括流体的入口速度、温度、压力等参数，以及折流板与流体之间的相互作用等。
4. 数值求解采用适当的数值求解方法，如有限元法、有限差分法等，对建立的模型进行求解。
通过求解流体在连续型螺旋折流板中的流动过程，分析其流动特性。
三、模拟结果与分析1. 流动特性分析通过对模拟结果的分析，我们可以观察到流体在连续型螺旋折流板中的流动特性。
包括流线的分布、流速的变化、压力的分布等。
这些信息有助于我们理解折流板的流动特性，为优化设计提供依据。
2. 温度场分析在模拟过程中，我们还可以分析折流板周围的温度场。
通过观察温度的变化和分布，我们可以了解折流板在换热过程中的作用和性能。
3. 模拟与实际的对比将模拟结果与实际制造的折流板进行对比，验证模拟结果的准确性。
通过对比分析，我们可以评估模拟方法的可靠性，为实际制造提供指导。
四、结论与展望通过数值模拟的方法，我们对连续型螺旋折流板的成形过程进行了研究。
结果表明，模拟方法可以有效地反映流体在折流板中的流动特性和温度场分布。
这不仅有助于我们理解折流板的流动特性，还为实际制造提供了理论指导。
《连续型螺旋折流板成形数值模拟研究》范文
《连续型螺旋折流板成形数值模拟研究》篇一一、引言随着制造业的快速发展，折流板作为流体控制的重要部件，其性能和应用领域越来越广泛。
其中，连续型螺旋折流板以其独特的结构和优越的性能，在众多应用中发挥着重要作用。
然而，由于连续型螺旋折流板的复杂性，其成形过程及性能分析一直是研究的难点。
因此，本文采用数值模拟的方法，对连续型螺旋折流板的成形过程进行深入研究，以期为实际生产提供理论依据和指导。
二、研究背景与意义连续型螺旋折流板是一种新型的流体控制元件，具有优异的流体分配和导流性能。
其独特的螺旋结构可以有效地提高流体的流动效率和降低能量损失。
然而，由于其复杂的结构特点，连续型螺旋折流板的成形过程具有一定的难度。
传统的成形方法往往需要多次试错，导致生产效率低下、成本高昂。
因此，开展连续型螺旋折流板成形数值模拟研究具有重要意义。
首先，通过对连续型螺旋折流板成形过程的数值模拟，可以更加深入地了解其成形过程中的物理变化和力学行为，为优化设计提供依据。
其次，数值模拟可以预测和评估折流板的性能，从而指导实际生产过程中的工艺参数设置和质量控制。
最后，数值模拟可以缩短产品研发周期，降低生产成本，提高生产效率。
三、数值模拟方法与模型建立本文采用有限元法进行连续型螺旋折流板成形过程的数值模拟。
首先，根据折流板的几何特征和材料性能，建立精确的几何模型和物理模型。
其次，选择合适的有限元软件和算法，对模型进行网格划分和边界条件设置。
最后，根据实际生产过程中的工艺参数，如温度、压力、速度等，设置模拟条件。
四、连续型螺旋折流板成形过程分析在数值模拟过程中，我们重点关注连续型螺旋折流板成形过程中的应力分布、应变变化以及温度场分布等关键因素。
通过分析这些因素的变化规律，可以更好地了解折流板的成形过程和性能。
首先，我们分析了折流板在成形过程中的应力分布情况。
结果表明，在折流板成形过程中，应力主要分布在折流板的弯曲部位和连接部位。
随着成形的进行，应力逐渐增大并达到峰值，然后逐渐减小。
《2024年连续型螺旋折流板成形数值模拟研究》范文
《连续型螺旋折流板成形数值模拟研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，连续型螺旋折流板在各种流体传输和换热设备中得到了广泛的应用。
其独特的结构特点使得流体在流经折流板时能够产生连续的螺旋流动，从而提高了换热效率和流体的均匀分布。
然而，连续型螺旋折流板的成形过程复杂，涉及多种物理现象的相互作用。
因此，对其成形过程进行数值模拟研究，对于优化设计、提高生产效率和降低成本具有重要意义。
本文将重点研究连续型螺旋折流板的成形过程，并利用数值模拟方法对其进行深入分析。
二、问题描述与模型建立连续型螺旋折流板的成形过程涉及材料的塑性变形、热传导、流体流动等多种物理现象。
在数值模拟过程中，需要建立合适的物理模型和数学模型。
首先，根据实际生产过程中的工艺参数和材料性能，确定折流板的几何尺寸、材料属性及热力学参数。
其次，建立折流板成形的有限元模型，包括材料的本构关系、边界条件、网格划分等。
最后，根据流体流动的特性，建立流体流动的数学模型，如Navier-Stokes方程等。
三、数值模拟方法与实现数值模拟方法的选择对于研究连续型螺旋折流板的成形过程至关重要。
本文采用有限元法对折流板的成形过程进行数值模拟。
首先，利用专业的有限元分析软件，如ABAQUS或ANSYS等，建立折流板成形的有限元模型。
其次，根据折流板成形的工艺过程，设定合适的加载条件和边界条件。
然后，通过求解有限元方程，得到折流板成形的应力、应变、温度等物理量的分布情况。
最后，根据模拟结果，分析折流板成形的可行性、优化设计方案、提高生产效率等。
四、结果分析与讨论通过对连续型螺旋折流板成形过程的数值模拟，我们可以得到以下结果：1. 应力分布：在折流板成形过程中，不同部位的应力分布不均匀。
通过分析应力分布情况，可以了解折流板的承载能力和潜在的风险区域。
2. 温度场：在折流板成形过程中，由于摩擦和热量传递等因素，会产生温度场。
通过分析温度场的分布情况，可以了解材料的热性能和热传导过程。
《连续型螺旋折流板成形数值模拟研究》范文
《连续型螺旋折流板成形数值模拟研究》篇一一、引言随着现代工业技术的发展，连续型螺旋折流板作为一种高效且经济的流动控制装置，在各类流体传输及工业领域得到了广泛的应用。
它不仅可以有效提高流体的混合效率和均匀性，还具有结构简单、安装方便等优点。
然而，对于其成形过程的数值模拟研究仍显不足，这在一定程度上限制了其在实际应用中的性能优化。
因此，本文将重点研究连续型螺旋折流板的成形过程，通过数值模拟的方式对其进行深入探讨。
二、问题陈述与目标本研究的主要目标是通过对连续型螺旋折流板成形过程的数值模拟，探究其流场特性和成形质量。
首先，我们需要建立准确的物理模型，以描述折流板的成形过程。
其次，运用数值模拟方法对模型进行求解，分析折流板在成形过程中的流场分布、压力变化以及温度场分布等关键参数。
最后，通过模拟结果与实际生产数据的对比，验证模型的准确性，为实际生产提供理论依据和优化建议。
三、数值模拟方法与模型建立1. 数值模拟方法本研究采用流体动力学分析软件进行数值模拟。
该软件基于有限元方法和计算流体动力学原理，可以实现对复杂流体流动过程的精确模拟。
2. 模型建立在建立模型时，我们需要考虑到折流板的几何形状、材料属性、加工工艺以及边界条件等因素。
首先，根据实际生产中的折流板尺寸和形状，建立三维模型。
其次，设定材料的物理参数，如密度、粘度、导热系数等。
此外，还需考虑加工工艺对模型的影响，如热处理、冷却等过程。
最后，设定边界条件，包括入口和出口的流体速度、压力等。
四、结果与分析1. 流场分析通过数值模拟，我们可以得到折流板成形过程中流场的分布情况。
在折流板的不同位置，流速和流向会发生变化，这会影响到流体的混合效率和均匀性。
通过分析流场分布，我们可以找到流速较大或较小的区域，从而优化折流板的设计。
2. 压力分析在折流板成形过程中，压力的变化对成形质量有着重要影响。
通过数值模拟，我们可以得到不同位置的压力分布情况。
在压力较大的区域，流体受到的阻力也会增大，这可能会影响到流体的传输效率。
《2024年连续型螺旋折流板成形数值模拟研究》范文
《连续型螺旋折流板成形数值模拟研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，连续型螺旋折流板作为一种重要的流体控制元件，在众多领域中得到了广泛的应用。
然而，由于折流板结构的复杂性以及流体在其中的流动特性，其成形过程和性能分析一直是研究的热点和难点。
因此，本文旨在通过数值模拟的方法，对连续型螺旋折流板的成形过程进行深入研究，以期为折流板的优化设计和实际应用提供理论依据。
二、模型建立与参数设定本文以连续型螺旋折流板为研究对象，建立了三维流体动力学模型。
模型中，折流板的结构参数包括螺旋角度、板厚、板间距等，流体参数包括流速、流体粘度、流体密度等。
通过设定合理的边界条件和初始条件，模拟了流体在折流板中的流动过程。
三、数值模拟方法本文采用计算流体动力学（CFD）方法进行数值模拟。
首先，利用前处理软件对模型进行网格划分，生成适用于CFD计算的网格文件。
然后，选择合适的湍流模型和求解方法，对模型进行求解。
最后，通过后处理软件对计算结果进行分析和可视化。
四、模拟结果与分析1. 速度场分析通过对模拟结果的分析，我们发现流体在连续型螺旋折流板中的流动呈现出明显的螺旋状。
在折流板的引导下，流体速度逐渐增大，并在折流板附近形成高速流动区域。
此外，我们还发现在某些区域存在明显的速度梯度，这表明流体在折流板中发生了明显的分离和再附着现象。
2. 压力场分析在压力场方面，我们发现流体在经过折流板后，压力分布发生了明显的变化。
在折流板的引导下，流体压力逐渐降低，并在折流板附近形成低压区域。
此外，我们还发现在某些区域存在明显的压力梯度，这表明流体在折流板中发生了能量转换和传递。
3. 模拟结果与实际应用的对比分析将模拟结果与实际应用的折流板进行对比分析，我们发现模拟结果与实际应用的趋势和规律基本一致。
这表明本文所采用的数值模拟方法是可行的，可以为折流板的优化设计和实际应用提供理论依据。
五、结论与展望本文通过数值模拟的方法对连续型螺旋折流板的成形过程进行了深入研究。
《2024年连续型螺旋折流板成形数值模拟研究》范文
《连续型螺旋折流板成形数值模拟研究》篇一一、引言随着现代工业技术的快速发展，连续型螺旋折流板作为一种重要的机械结构部件，在众多领域如航空、航天、汽车、能源等都有着广泛的应用。
然而，由于其复杂的几何形状和应力分布，使得其制造过程中存在一定的难度。
为了更精确地了解其成形过程以及优化其制造工艺，采用数值模拟方法进行研究具有重要意义。
本文以连续型螺旋折流板为研究对象，进行成形过程的数值模拟研究。
二、模型建立与假设在本次研究中，我们建立了连续型螺旋折流板的几何模型，并基于物理原理和工程经验，提出以下假设：1. 折流板材料为各向同性，且在成形过程中不会发生相变；2. 折流板的成形过程为连续、稳态过程，不考虑温度、压力等参数的突然变化；3. 折流板的成形过程中，外力作用仅限于压力和剪切力。
三、数值模拟方法为了准确模拟连续型螺旋折流板的成形过程，我们采用了有限元法进行数值模拟。
具体步骤如下：1. 建立折流板的几何模型，并对其进行网格划分；2. 根据材料性能和成形条件，设定材料属性和边界条件；3. 采用合适的求解器，对模型进行求解，得到折流板在成形过程中的应力、应变等参数；4. 对模拟结果进行分析，评估折流板的成形质量和工艺参数的合理性。
四、结果与分析通过数值模拟，我们得到了连续型螺旋折流板在成形过程中的应力、应变等参数的分布情况。
以下是我们的主要发现：1. 在折流板的成形过程中，应力主要集中在折流板的弯曲部分和连接处，这些部位的应力值较高，需要特别注意；2. 折流板的成形过程中，材料的应变随着成形的进行而逐渐增大，但整体上保持稳定；3. 通过调整工艺参数，如压力、温度等，可以有效地改善折流板的成形质量和减小应力集中现象。
五、结论通过本次数值模拟研究，我们深入了解了连续型螺旋折流板的成形过程和应力、应变等参数的分布情况。
这不仅有助于我们更好地理解折流板的成形机制，还为折流板的制造工艺优化提供了重要的参考。
此外，我们的研究还表明，通过调整工艺参数，可以有效地改善折流板的成形质量和减小应力集中现象，从而提高折流板的使用性能和寿命。
《连续型螺旋折流板成形数值模拟研究》
《连续型螺旋折流板成形数值模拟研究》篇一一、引言在许多工程应用中，如管道流体控制、冷却系统以及能源工业等领域，折流板被广泛地应用为重要的流动控制部件。
本文着重探讨一种新型的连续型螺旋折流板结构，并对其成形过程进行数值模拟研究。
通过精确的数值模拟，我们可以更深入地理解其流动特性，为实际应用提供理论依据。
二、研究目的和意义本研究的目的是对连续型螺旋折流板的成形过程进行数值模拟，分析其内部流场的分布情况，预测其性能表现。
这不仅有助于理解其流动特性，也可以为设计和优化提供重要参考。
随着科技的发展，对工程构件的性能要求日益提高，这种连续型螺旋折流板具有更强的结构强度和更佳的流动性能，因此在各种工业领域中有着广阔的应用前景。
三、模型描述本文以连续型螺旋折流板为研究对象，建立了其三维物理模型和数学模型。
采用合适的流体力学软件，设置合适的边界条件和参数，构建出实际的流体环境。
并在此基础上进行连续型螺旋折流板的成形数值模拟。
四、数值模拟方法我们采用了基于有限元法的流体动力学分析软件进行数值模拟。
在模型中考虑了流体与连续型螺旋折流板的相互作用力，通过设定合理的网格划分和求解器参数，对模型进行瞬态和稳态的模拟分析。
同时，我们还采用了多种湍流模型进行模拟，以获得更全面的结果。
五、结果分析1. 内部流场分析：通过对连续型螺旋折流板的内部流场进行模拟分析，我们发现其内部流线呈现出明显的螺旋形态，且在折流板的作用下，流体在管道中的流速和流向得到有效地调控。
这种结构的优点在于能够有效减少流体中的涡旋现象，降低流体阻力。
2. 性能预测：根据模拟结果，我们可以预测连续型螺旋折流板的性能表现。
包括其压力损失、流量控制能力等关键性能指标均表现出良好的性能。
特别是其结构强度和耐久性都明显优于传统折流板。
3. 对比分析：我们将连续型螺旋折流板与传统折流板进行了对比分析。
在相同的条件下，连续型螺旋折流板显示出更高的性能表现。
尤其在高压和高速的流体环境下，其性能优势更加明显。
《连续型螺旋折流板成形数值模拟研究》
《连续型螺旋折流板成形数值模拟研究》篇一一、引言在当今制造业高度发展的时代，各种零部件的成形工艺和设计研究显得尤为重要。
其中，连续型螺旋折流板作为一种重要的结构件，在众多领域如机械、汽车、航空航天等都有广泛的应用。
因此，对其成形过程进行数值模拟研究，不仅可以提高其生产效率，还可以优化其结构性能。
本文旨在通过数值模拟方法，对连续型螺旋折流板的成形过程进行研究，以期为实际生产提供理论依据和指导。
二、研究背景及意义连续型螺旋折流板作为一种典型的金属结构件，其成形过程涉及到材料流动、热传导、相变等多个复杂的物理过程。
传统的实验方法虽然能够获得一定的结果，但成本高、周期长、难以实现复杂条件下的精确控制。
因此，通过数值模拟方法对连续型螺旋折流板的成形过程进行研究，具有以下意义：1. 降低生产成本：通过数值模拟，可以优化工艺参数，减少试验次数，从而降低生产成本。
2. 提高产品质量：数值模拟可以预测并优化产品的结构和性能，提高产品的质量和可靠性。
3. 拓展应用领域：通过对连续型螺旋折流板成形过程的深入研究，可以为其在更多领域的应用提供理论支持。
三、数值模拟方法及模型建立1. 数值模拟方法本文采用有限元法（FEM）进行数值模拟。
有限元法是一种高效的数值分析方法，可以解决复杂的工程问题。
通过将连续体离散成有限个单元，可以求解各种物理问题。
2. 模型建立在建立连续型螺旋折流板成形过程的数值模型时，需要考虑材料的力学性能、热传导性能、相变等因素。
同时，还需要考虑模具形状、工艺参数等因素对成形过程的影响。
在模型建立过程中，需要进行适当的假设和简化，以便于数值计算。
四、模拟结果与分析1. 材料流动分析通过数值模拟，可以观察到连续型螺旋折流板成形过程中材料的流动情况。
在模拟过程中，可以发现材料在不同工艺参数下的流动规律，从而为优化工艺参数提供依据。
2. 应力应变分析通过分析连续型螺旋折流板成形过程中的应力应变情况，可以了解其变形过程和潜在的缺陷。
《连续型螺旋折流板成形数值模拟研究》
《连续型螺旋折流板成形数值模拟研究》篇一一、引言随着制造业的快速发展，折流板作为一种重要的结构元件，在各个领域中得到了广泛的应用。
连续型螺旋折流板作为其一种特殊形式，具有优异的承载能力和抗疲劳性能，其设计制造过程中对精度和稳定性的要求也相对较高。
本文以连续型螺旋折流板的成形过程为研究对象，通过数值模拟的方法，对其成形过程进行深入研究，以期为实际生产提供理论依据和技术支持。
二、模型建立与假设本研究采用有限元法对连续型螺旋折流板的成形过程进行数值模拟。
首先，建立折流板的几何模型，根据实际生产过程中的工艺参数，设定材料属性、边界条件等。
假设折流板材料为各向同性，且在成形过程中不发生相变。
同时，忽略加工过程中的热效应和其他次要因素的影响，以便更好地集中研究折流板成形过程中的力学行为。
三、数值模拟方法采用显式有限元软件进行连续型螺旋折流板的成形数值模拟。
在模拟过程中，采用合适的时间步长和算法，以确保模拟结果的准确性和可靠性。
通过对不同工艺参数下的折流板成形过程进行模拟，观察其变形过程、应力分布和温度变化等，以揭示其成形机理。
四、模拟结果与分析1. 变形过程分析：在连续型螺旋折流板的成形过程中，材料经历了塑性变形、弹性变形等多个阶段。
通过数值模拟，可以观察到折流板在各个阶段的变形情况，以及变形过程中的应力分布和传递路径。
这有助于了解折流板的成形过程和力学性能。
2. 应力分布分析：在折流板成形过程中，应力分布是影响其质量和性能的重要因素。
通过数值模拟，可以观察到折流板在各个阶段的应力分布情况，包括最大应力、最小应力以及应力梯度等。
这有助于评估折流板的承载能力和抗疲劳性能。
3. 温度变化分析：在折流板成形过程中，由于摩擦、塑性变形等因素，会产生一定的热量。
通过数值模拟，可以观察到温度在折流板成形过程中的变化情况，以及温度对折流板性能的影响。
这有助于优化生产工艺，降低能耗，提高生产效率。
五、结论通过对连续型螺旋折流板的成形过程进行数值模拟，本研究得出了以下结论：1. 连续型螺旋折流板的成形过程是一个复杂的塑性变形过程，涉及多个阶段和多个因素的相互作用。
螺旋折流板换热器壳程流动与传热数值模拟研究
收稿日期:2005203208;修改稿收到日期:2005205209。
作者简介:徐百平(1969-),博士,副教授。
研究方向为化工过程强化传热与节能,高分子材料加工动力学模拟仿真,传热过程的热力学效能评价。
在国内外核心刊物发表论文30余篇。
螺旋折流板换热器壳程流动与传热数值模拟研究徐百平1,2,王铭伟3,江 楠1,朱冬生2(1.华南理工大学工业装备与控制工程学院,广州510640;2.华南理工大学能源与化工学院;3.空军航空大学)摘要 借助F luent 软件,建立了螺旋折流板换热器壳程通道的三维物理模型,采用RNG k 2E 模型,对壳程内的流动与传热进行了数值模拟研究,得到了不同雷诺数下换热器内的速度矢量、温度分布,即平均阻力系数及Nu 数。
结果发现,壳程的流动为近螺旋线流动,存在局部回流与流线短路;流体在折流板迎风侧的流动较理想,但背风侧流动需要进一步改善。
类比定律分析表明,螺旋折流板换热器的流动虽然比弓形折流板理想,但还远没有达到理想的协同状态。
关键词:螺旋折流板 换热器 流体流动 传热 数值模拟1 前 言螺旋折流板换热器自1990年出现以来,由于其流动与传热优势得到了日益广泛的应用[1]。
目前,国内二十几家炼油厂都采用了这种新的换热器结构来替代传统的列管式换热器,有效地解决了结垢与管子振动等问题,降低了系统操作的压力降[2]。
为进一步揭示壳程的流动与传热特性,王素华等[3]采用PLDV 激光测速仪对螺旋折流板换热器内部的流场进行了流动特性研究,得到不同螺旋倾角的影响规律。
但是,由于换热器结构的多样性及设计针对的具体场合也不同,传统的基于相似理论的设计方法及实验手段已远不能满足要求。
随着计算机技术的日益发展,基于计算流体动力学(CFD)数值模拟技术的设计方法已显示出强大的生命力,使得基于一定前提的理论模拟与实验研究相结合的优化设计方法成为可能。
由于这种方法费用低、速度快、容易实现参数化分析以及减少人力物力的投入,使得人们能够借助微分方程组来实时模拟实际过程,有时甚至可以发现实验难以捕捉的现象,并为进一步优化设计打下基础,因此,往往成为解决工程实际问题研究的首选手段。
螺旋板式换热器三维数值模拟
u x x u x t u y t u z t
u y y
u z 0 z
' '
(u x u x ) (u xu y ) (u xu z ) p ( u'xu'x ) ( u xu y ) ( u'xu'z ) + + Rx 2u x x y z x y z (u y u x ) (u y u y ) (u y u z ) p ( u'y u'x ) ( u'y u'y ) ( u'yu'z ) 2 + + Ry u y x y z x y z
二、准备知识
1.Y+和壁面函数
图 1 边界层三种结构 在湍流状态下，边界层有三种流动结构，从壁面开始，依次是粘性底层、过 渡区和湍流充分发展区。 在非常靠近壁面的地方，速度的法向方向的脉动受到壁 面阻塞的抑制，在速度切向方向上，壁面对流体粘性（分子粘性）作用很大，所 以速度切向的脉动受到抑制， 所以流体表现出层流的特点，这层流体被称作粘性 底层或层流底层。 在粘性底层之外， 湍流占主导地位， 此区域被称作湍流核心区， 根据流体力学的理论，如上图，无量纲速度 u / uT ,无量纲距离 y uT / 满足对数 分布律。 在粘性底层和湍流充分发展区之间是过渡区，分子粘性和湍流的影响同 等重要。 壁面是产生涡量的源泉， 同时在边界层之外流体近似无粘，所以求解壁面附 近的流动情况是十分重要的。有两种方法可以模拟壁面附近的流动，一是，粘性 底层不设置网格求解， 使用半经验的公式来建立壁面处的和完全湍流区的物理量 的关系，被称为壁面函数法；二是，在壁面附近布置足够密的网格，使用合适的 湍流模型，来求解粘性底层的流动状况。 这里介绍壁面函数法使用原理和注意事项。 第一层网格节点布置在湍流的充 分发展区，所以其无量纲速度 u ， y 满足对数分布律。
螺旋折流板热交换器热固耦合传热数值模拟
螺旋折流板热交换器热固耦合传热数值模拟刘峰;虞斌【摘要】借助SolidWorks三维软件建立四分扇形螺旋折流板热交换器模型,然后导入ANSYS Workbench,采用耦合传热的方法,对其进行流动和传热的数值模拟,分析了10° 、15°和20°不同螺旋角度热交换器在不同壳程流速下的换热性能,得到了壳程与管程的流场分布、压降以及温度变化情况.数值模拟结果表明,四分扇形螺旋折流板热交换器的壳程流体成近似螺旋状流动,流场分布较为均匀,基本上不存在流动死区;螺旋折流板热交换器壳程内的压降随着螺旋角度的增大而减小,随着壳程进口流速的增大而增大;其换热能力随着螺旋角度的增大而减小,随着壳程进口流速的增大而增大.【期刊名称】《石油化工设备》【年(卷),期】2018(047)006【总页数】6页(P31-36)【关键词】螺旋折流板热交换器;四分扇形;耦合传热;有限元;数值模拟【作者】刘峰;虞斌【作者单位】南京工业大学机械与动力工程学院 ,江苏南京 211800;南京工业大学机械与动力工程学院 ,江苏南京 211800【正文语种】中文【中图分类】TQ051.5;TE965管壳式热交换器具有结构坚固、操作弹性大和可靠性高等特点，被广泛应用于石油、石化及能源等领域，其性能直接影响着整套工艺的能效[1-2]。
虽然管壳式热交换器的结构和热力设计都比较成熟，但依然存在着流动阻力大、易结垢、难清洗、易振动和传热系数低等问题[3-4]，对其性能的改善及效率的提高等方面的研究引起了越来越多的关注。
螺旋折流板管壳式热交换器就是其中的一种新型、高效、节能的传热设备。
螺旋折流板热交换器是20世纪90年代开发的一种新型换热装置，并在10 a内得到快速发展和普及。
螺旋折流板热交换器壳程中的介质既不是横向流，也不是纵向流，而是一种螺旋状斜向流，这种介质流动方式使得其相对于传统的弓形折流板热交换器具有壳程阻力小、壳程传热系数高以及能有效抑制壳程污垢累积沉淀、防止流体诱导振动、可实现周期高效率运行等优点，在石油化工等行业得到广泛应用[5]。
《连续型螺旋折流板成形数值模拟研究》
《连续型螺旋折流板成形数值模拟研究》篇一一、引言在当今制造业高度发展的时代，各种零部件的精确成形工艺日益重要。
连续型螺旋折流板作为多种设备与机器的重要组件，其成形过程直接关系到设备的性能和安全。
本文通过数值模拟方法，对连续型螺旋折流板的成形过程进行研究，以期达到优化成形工艺和提高产品质量的目的。
二、连续型螺旋折流板成形概述连续型螺旋折流板是一种具有特定形状和结构的金属板，其通过一系列的弯曲和折流过程，最终形成所需的几何形状。
此过程通常在大型机械设备或工业生产线中完成，因此对其成形的精度和效率有着严格的要求。
三、数值模拟方法及模型建立为了研究连续型螺旋折流板的成形过程，本文采用了数值模拟方法。
首先，通过专业软件建立连续型螺旋折流板的几何模型，并设定相应的材料属性。
其次，选择合适的数值模拟方法，如有限元法或有限差分法，对模型进行求解。
最后，通过观察模拟结果，分析连续型螺旋折流板的成形过程及影响因素。
四、模拟结果分析1. 应力分布：在连续型螺旋折流板的成形过程中，应力分布是影响成形效果的重要因素。
通过数值模拟，我们可以观察到应力在板料上的分布情况，从而分析出哪些区域的应力过大或过小，为优化成形工艺提供依据。
2. 温度场：在热成形的连续型螺旋折流板中，温度场对成形的质量和精度有着重要影响。
数值模拟可以精确地描绘出温度场的变化过程，帮助我们找到最佳的温度控制策略。
3. 成形精度：通过比较模拟结果与实际生产数据，我们可以评估成形工艺的精度。
若存在较大差异，则需要进一步优化成形工艺。
4. 影响因素：此外，我们还可以通过数值模拟研究不同因素对连续型螺旋折流板成形的影响，如材料性质、工艺参数等。
这些研究有助于我们找到最佳的工艺参数组合，提高成形的效率和精度。
五、结论与展望通过数值模拟研究连续型螺旋折流板的成形过程，我们得到了以下结论：1. 应力分布是影响连续型螺旋折流板成形的重要因素，需要合理控制以避免过度变形或变形不足。
螺旋折流板换热器数值模拟及入口结构改进研究
螺旋折流板换热器数值模拟及入口结构改进研究
李大为;沈人杰;高晓东;冯霄
【期刊名称】《高校化学工程学报》
【年(卷),期】2005(019)005
【摘要】利用FLUENT软件,采用雷诺应力湍流模型模拟了不同流量下常规螺旋折流板换热器壳程的流动与传热性能,并用实验验证了模拟的可靠性.为了减少换热器壳侧入口处压降,对螺旋折流板换热器壳侧入口结构进行改进,将流体垂直流入壳体改为入口与壳体形成一定角度.对结构改进后的螺旋折流板换热器进行的数值模拟表明,采用倾斜入口结构时进口处压力降比采用垂直入口结构时低52%以上,且流量越大,这种降低幅度越明显.
【总页数】4页(P699-702)
【作者】李大为;沈人杰;高晓东;冯霄
【作者单位】西安交通大学,能动学院化工系,陕西,西安,710049;西安交通大学,能动学院化工系,陕西,西安,710049;西安交通大学,能动学院化工系,陕西,西安,710049;西安交通大学,能动学院化工系,陕西,西安,710049
【正文语种】中文
【中图分类】TQ051.5;TQ018;TQ021.3
【相关文献】
1.螺旋折流板换热器壳程流动与传热数值模拟研究 [J], 徐百平;王铭伟;江楠;朱冬生
2.螺旋折流板管壳式换热器的传热计算及连接结构改进 [J], 李岩;张静;冯铁军;张学文
3.螺旋折流板换热器数值模拟研究与对比分析 [J], 常佳;张晓兰;金东鸽;董延阳
4.螺旋折流板换热器壳侧结构改进及模拟研究 [J], 何军民;沈人杰;冯霄
5.组合式多壳程螺旋折流板管壳式换热器数值模拟研究 [J], 陈贵冬;陈秋炀;曾敏;王秋旺
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