热能与动力工程毕业论文模板
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太原理工大学
毕业设计(论文)任务书
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3m kg 1225ρ=,s m kg 101.7894μ-5⋅⨯=,K kg J 1006.43C p ⋅=,
K m W 0.0242λ⋅=,管外壁面温度恒定:K 318T w =。
计算区域结构示意图
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平直翅片管传热与阻力特性的数值研究
摘要
平直翅片管式换热器作为热力系统和制冷空调装备中的一个重要部件,对其换热性能的研究一直是科研人员热衷的课题。尽管它在结构的紧凑性、传热强度和单位金属消耗量等方面逊于板式或板翅式换热器,但平直翅片管换热器以其能承受高温高压、适应性强、工作可靠、制造简单、生产成本低、选材范围广等优点,仍在能源、化工、石油等行业得到广泛应用。因而,对其翅片管束通道内的流动与传热问题的研究具有十分重要的意义。
本文针对平直翅片管内的流动特点,主要对以下内容进行研究:简单概述平直翅片管研究的动态及现状,并在对比分析对其进行实验法、分析法及数值方法的优劣的基础上,确定本文采用数值方法,使用GAMBIT软件对不同结构尺寸的平直翅片管建立物理模型,并通过FLUENT6.2软件对其翅片管通道内的流动进行数值模拟,计算Re数与努塞尔数Nu、阻力系数f的关系,分析流动参数Reynolds数、翅片间距、管排数、翅片管管排间距(横向间距和纵向间距)等因素对平直翅片管流动与换热性能的影响,探讨不同结构通道内的流动特征及阻力特性,为工业应用上平直翅片管结构的设计和改进、优化分析提供理论依据。
关键字:数值模拟;平直翅片;层流流动;流动换热
Numerical Study on Heat Transfer and Pressure Drop Characteristics of Plain-finned Tube
ABSTRACT
As plain-finned tube is an important component for thermal systems and refrigeration and air conditioning equipment,the study for its heat transfer performance is always a hot topics for researchers.Although its compact structure,heat transfer efficiency are lower than plate or plate-fin heat exchangers,plain-finned tube heat exchangers have also being widely used in the energy,chemical,oil and other industries for its many advantages which contained withstand high temperature and pressure,adptable widely,reliable,simple manufacturing,low costs and wide selection.Thus,studies for the flow and heat transfer of finned tube bundles are of great significance.Aim at the flow characteristics of plain-finned tube,this paper will study the followings:Simplely overview the study progress and present stuation of plain-finned tube,and on the basis of comparative analysis the goods and bads of three research methods:experimental,analysis and numerical method.we determine use Gambit-software to bilud physical model for different size tube structures,and use Fluent6.2-software to study the flow in the finned tube channel,then calculate the relationship between Re and Nu number,f(resistance cofficient),and analyze Re,fin-pitchnumber of tube rows,row spacing of fin tube(horizontal spacing and vertical spacing),the impact on the plain-finned tube's flow and heat transfer performance,so as to provide a theoretical basis for the disgn,improvement and optimization of plain-finned tude heat exchangers.
Key words: numerical simulation;plain-fin;laminar flow;heat transfer
目录
摘要 ................................................................ I ABSTRACT ............................................................ II 第一章绪论 (1)
1.1课题背景及研究意义
1
1.2翅片管强化传热的数值解法
4
1.3平直翅片管换热器的研究进展及成果
7
1.4本文的主要研究内容
11
第二章平直翅片管换热流动模型建立与分析 (12)
2.1平直翅片管换热与流动特性物理过程的描述
12
2.2平直翅片管换热器物理模型的建立
12
2.3平直翅片管数学模型描述与简化假设
14
第三章基于Fluent平直翅片管数值模拟及CFD简介 (18)
3.1常用数值计算方法简介
18
3.2CFD概述
20
3.3FLUENT软件概述及GAMBIT简介
22
3.4平直翅片管基于FLUENT数值模拟
24
第四章平直翅片管数值计算结果及数据分析 (27)
4.1迭代残差图
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