【摘 要】
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为提高咖啡机出口水流温度和加热管的使用寿命，本课题围绕优化目标——在增加输入功率情况并保证加热管温度不大幅升高的情况下，增加单位时间出水量，以达到减少出口温降的目的，对
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为提高咖啡机出口水流温度和加热管的使用寿命，本课题围绕优化目标——在增加输入功率情况并保证加热管温度不大幅升高的情况下，增加单位时间出水量，以达到减少出口温降的目的，对加热系统进行传热强化方面的优化设计。基于有限元理论建立了滴滤咖啡机加热系统的CFX数值仿真模型，分析了加热管温度、流水压降、热交换情况和加热管干烧温度、应力应变分布的特点。利用热电偶温度测试验证了数值模型建立的准确性。 综合理论和仿真分析，建立了扁型加热管模型，仿真结果表明该模型在热交换方面改进明显。在扁型加热管内添置肋片结构，使得传热面积增加了近10％，传热效率显著提高。又基于热管散热理论与研究，设计了截面类三角形（扇形）的加热管。 比较了原模型和三种优化模型不同入口质量流量的传热性能和压降，综合评比得出，内置肋片的扁型加热管具有更好的传热性能。模拟分析得出加热管功率、入口质量流的增加，加热管表面最高温度无显著增加，并有利于减少出口温降。又仿真分析了导流管高度变化时出口温降和加热系统总承压的情况。该优化设计较好的完成了优化目标，可作为提高输入功率，减少出水口温降的选择与参考。
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