校企合作毕业设计

基于两相传热的复杂板式换热器结构优化设计

能源与动力工程

资助企业: 中国船舶集团有限公司第七一一研究所

企业导师: 栾辉宝

指导教师: 徐治国

项目成员: 祝凯峰 徐彦奇 朱弘毅 苏致远

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项目简介

项目概述

板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道,通过板片进行热量交换。板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点。板式换热器已广泛应用于冶金、矿山、石油、化工、电力、医药、食品、化纤、造纸、轻纺、船舶、供热等部门,可用于加热、冷却、蒸发、冷凝、杀菌消毒、余热回收等各种情况。本课题拟基于两相传热分析进行复杂板式换热器结构优化设计。


项目目标

系统性地分析,归纳板壳式换热器的结构、传热机理。自主设计符合当前工厂制作工艺的板壳式换热器模型,并对其流动分配,传热性能进行数值模拟研究,主要研究不同板间流速、进出口气相分率、介质的物性参数对换热器温度,流体速度分布的影响,揭示板间流速,流体物性参数对仿生结构换热器传热性能的影响规律。研究鼓泡间隔、高度、大小对换热器温度,流体速度分布的影响,揭示鼓泡结构参数及布置对换热器传热性能的影响规律。


项目成果

完成了动物血管仿生流道、植物叶脉仿生流道及鼓泡板流道的设计和建模,以及优化导流区的设计和建模;利用仿真计算得到了不同的板间流速、进出口气相分、介质的物性参数时换热器温度,流体速度分布的数值结果,得到了部分计算云图,分析总结了影响规律;设计了多版鼓泡板,并完成了仿真计算与结果对比;对比了不同导流区设计对流动分配的影响规律。


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