基于fluent的管壳式换热器壳程流场数值模拟研究-四川理工学院学报.pdf

第２５卷第３期 四川理工学院学报（自然科学版） Ｖｏｌ２５　Ｎｏ３ ２０１２年６月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） Ｊｕｎ２０１２  文章编号：１６７３１５４９（２０１２）０３００１７０５ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３１５４９．２０１２．０３．００５ 基于ＦＬＵＥＮＴ的管壳式换热器壳程流场数值模拟研究 １ ２ １ １ １ 付 磊 ，付丽娅 ，唐克伦 ，文华斌 ，李 良 （１．四川理工学院机械工程学院，四川 自贡 ６４３０００３；２．贵州华阳宏达电器有限公司，贵阳 ５５０００９） 　　摘　要：利用ＡＮＳＹＳ参数化建模方法建立了管壳式换热器的参数化模型，在ＡＮＳＹＳＦＬＵＥＮＴ中对 管壳式换热器壳程流体的流动与传热进行了数值模拟计算，得到换热器壳程流体温度场、速度场和压力 场；分析了折流板间距及弦高对换热效率和壳程流体压降的影响，对于设计传热效率高、流体阻力小的 换热器进行了有益探索。 关键词：ＦＬＵＥＮＴ；管壳式换热器；壳程流场；传热；数值模拟 中图分类号：Ｏ３５ 文献标识码：Ａ 引 言 １ 管壳式换热器壳程流场数值模拟对比研究 管壳式换热器由于结构可靠、技术成熟、设计与制 １１ 基本控制方程 造相对简单，生产成本低，承受高温高压，选材范围广， 基于不可压缩的牛顿型流体，在常物性和宏观热能 适应性强，处理清洗方便等优点被应用在能源、动力、核 守恒的假设下，管壳式换热器壳程流体流动和传热必须 ［１］ ［３４］ 能、石油、冶金、制冷、化工等工程领域 。但是传统的 满足以下３个控制方程 ： 单弓形折流板管壳式换热器存在传热效率低、流动阻力 （１）质量守恒方程（连续性方程） 损失大以及容易引起流体的诱导振动等缺陷。所以改 若为不可压缩流动，为常数，则有： ｕ ｖ ｗ 善管壳式换热器壳程流体的传热状况以及提高单弓形    ＋ ＋ ＝０ （１） ｘ ｙ ｚ    折流板换热器的传热效率，减小其能耗损失具有十分重 （２）动量守恒方程（运动方程） ［２］ 大的工程意义 。随着计算机及ＣＦＤ技术的发展，数值 （ｕ） Ｐ ρ  ＋ｄｉｖ（ｕＵ）＝ｄｉｖ（ｇｒａｄｕ）－ ＋Ｓ （２） 模拟的方法已经成为新型高效换热器辅助设计的重要