基于三维实体模型的纵流壳程换热器数值研究.pdfVIP

2013年第4l卷第 1期 流 体 机 械 2l 文章编号： 1005—0329(2013)01—0021—05 基于三维实体模型的纵流壳程换热器数值研究 刘敏珊，杜庆飞，白彩鹏，潘彦凯 (郑州大学 河南省过程传热与节能重点实验室，河南郑州450002) 摘 要：利用 FLUENT软件对三叶孔板换热器壳程流体流动和传热特性进行了数值模拟研究，建立了 “周期性全截面 计算模型”和 “单元流道模型”，并对其计算结果进行了对比分析。结果表明：随着换热器壳体内径D的增大，2种模型的 计算结果逐渐接近；当D800mm时，2种模型计算结果的误差已降至 10％左右，此时 “单元流道模型”具备实用性和适 用性 ；在D~800mm时，提出了 “单元流道模型”的修正算法，给出了压力梯度和对流传热系数的修正关联式。 关键词 ：三~f：fL板；换热器；数值模拟 中图分类号：TH12；TK172 文献标识码 ：A doi：10．3969／j．issn．1005—0329．2013．01．005 NumericalResearchonHeatExchangerwith Longitudinal Flow ofShel1．．sideBasedon3．．D SolidM odel LIUMin—shan，DUQing-fei，BAICai—peng，PANYan—kai (KeyLaboratoryofProcessHeatTransferandEnergySavingofHenanProvince， ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450002，China) Abstract： Theflow andheattransfercharacteristicsintheshell--sideof theheatexchangerwithtrefoil--tube--supportplateswere numerical studiedbyusingFLUENT．Th e “PeriodicWhdeCross-sectioncomputationModel’’and “PeriodicUnitDuctModel’’ werebuilt，andthecomputedresultsofthetwomodelswerecomparativelyanalyzed．Itturnedoutthat，thecomputedresultof thetwomodelsbecomecloserwiththediameteroftheshell(D)increasing；whenD800mm，theerrorbetweenthecomputed resultsof thetwomodelshasdroppedto10％ ，andthe “PeriodicUnitDuctModel”havepracticabilityandapplicability；whenD ~800mm ，themodifieralgorihtm of the “PeriodicUnitDuctModel”wasproposed，andthemodifiedformulaoftheconvective heattransfercoefficientsandthepressuregradientwereprovided． Keywords： trefoil—tube—supportplates；heatexchanger，numericalsimulation 1 前言 应用 ．2J，针对该类换热器的数值模拟方法也出 现了多种形式。根据实际换热器的尺寸建立整体 在计算流体力学、计算传热学及计算机技术 模型可以真实地获得换热器壳程整体传热和流动 日益发展成熟的今天，数值模拟以其灵活、方便、 状况，但是整体模型的网格较多，对计算机性能要 开