板式換熱器分配區改造的數值模擬及場協同分析

張仲彬，張　浩，鄭孔橋

(東北電力大學 能源與動力工程學院，吉林 吉林 132012)

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板式換熱器分配區改造的數值模擬及場協同分析

張仲彬，張浩，鄭孔橋

(東北電力大學 能源與動力工程學院，吉林 吉林 132012)

摘要：對人字形板式換熱器冷熱雙流道計算模型進行分配區結構改造，建立了新計算模型。利用計算流體力學軟件對不同工況下兩換熱器模型內流體的流動和傳熱進行了數值模擬，對比了兩模型內的速度場和溫度場，并運行場協同原理分析了流道內的速度場和溫度場及速度場和壓力場的協同性。結果表明：新模型的速度場和壓力場的協同性更好，在換熱能力相同情況下，壓降較低，經濟性得到提高。

關鍵詞：板式換熱器、分配區、數值模擬、場協同理論

板式換熱器作為一種通用的熱能動力機械設備，已被廣泛使用于醫藥、制冷與暖通、余熱回收、動力及石油化工、航空航天等絕大部分工業領域，可以作為冷凝器、蒸發器、回熱器及中間冷卻器等，其應用范圍不斷擴大。由于數值模擬方法研究高效、經濟等優點，在板片的設計、選型和優化等過程得到了廣泛應用。黃莉、崔立祺、曲寧和吳華新[1-4]等分別截取人字形波紋板式換熱器50 mm×100 mm，50 mm×110 mm和128 mm×128 mm主流區域進行模擬計算分析，得到了波紋夾角β、高度h和間距l對換熱器性能的影響，并利用計算結果擬合各幾何參數與努謝爾特數、壓力降之間的關系曲線。Flavio C.C.Galeazzo[5]等人通過對板式換熱器的數值模擬，發現在通道內存在流體流動不均和流量分布不均的現象。……