【摘 要】
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板翅式换热器的传热与流动阻力性能主要决定于翅片的表面特性,因此翅片的表面特性数据是准确设计板翅式换热器的基础。具有相变换热的混合工质低温热交换器,较之一般情况下的
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板翅式换热器的传热与流动阻力性能主要决定于翅片的表面特性,因此翅片的表面特性数据是准确设计板翅式换热器的基础。具有相变换热的混合工质低温热交换器,较之一般情况下的热交换器,工作过程比较复杂,热物性不仅变化剧烈,而且难于准确确定,沸腾和凝结的实验工作实现起来也比较困难,从这一点来说,数值模拟就具有较大的优势。板翅式换热器的芯体结构复杂,不仅需要合理的几何简化模型和计算模型,而且还需要足够的计算机硬件条件和计算时间。换热器整体数值模拟几乎是不可能的。本文首先以两种常见的翅片表面(锯齿翅片、打孔翅片)为研究对象,采用FLEUNT软件模拟和分析不同结构参数、Re数对翅片表面传热与流动阻力的影响。得出不同结构参数和Re数下两种翅片的表面性能曲线,分别分析了锯齿翅片的翅片高度、翅片间距、翅片厚度和切开长度以及打孔翅片开孔率对翅片表面流动与传热性能影响,并分析比较两种翅片性能。本文采用由SRK方程计算得出的混合工质物性参数,将具有相变两相流体物性分三部分处理,得出混合工质分段物性数据拟合曲线,并输入FLUENT软件的材料物性数据文件中,作为数值模拟物性参数数据。在上述物性数据处理的基础上,对混合工质天然气液化装置LNG5中换热器H304采用分段方式进行稳态数值模拟研究,得到沿长度方向一定温度下传热系数、压力梯度的变化曲线。与MUSE软件数据比较,计算结果有一定合理性。所得结论可为有相变换热的混合工质低温板翅式换热器的设计和优化提供一定参考。
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