兩種流道截面形式板式換熱器傳熱性能及流動流阻力性能數值模擬分析

張元吉，李治國，張濤

（蘭州蘭石換熱設備有限責任公司，甘肅蘭州 730314）

1 前言

板式換熱器是由一系列通過壓型而具有一定波紋形狀的金屬薄板組裝而成的換熱器。與其他換熱器相比板式換熱器是一種高效、節能、緊湊的換熱設備。據統計，在現代化學工業中換熱器的投資大約占設備總投資的30%，在煉油廠中占全部工藝設備的40%左右，海水淡化工藝裝置則幾乎全部是由板式熱交換器組成的。國外自20 世紀30 年代開始,板式換熱器的應用已非常普遍。我國20世紀70年代, 開始批量生產板式換熱器, 當時大多用在食品、輕工、機械等部門。近年來板式換熱器的應用已經擴大到民用建筑的集中供熱、核電、電力、冶金及生物能源、船舶、石化、化工、食品、紡織、造紙、制藥、余熱發電、海水淡化及軍工等領域[1-12]。

板式換熱器主要的優點有傳熱效率高，結構緊湊，占地面積小，但其也存在壓降大，流體動能損失大等問題。本文主要通過ANSYS-CFX流體分析軟件，分析板式換熱器三角形截面流道和梯形截面流道在相同板間流速下流道內速度場，壓力場溫度場的分布情況，對比分析出兩種截面對流體流動的影響，進而確定板式換熱器合理的流道截面形式，為板式換熱器的優化設計提供設計依據。

2 計算模型參數及數學描述

2.1 模型參數

本文選取板式換熱器三角形截面流道和梯形截面兩種不同板型，進行分析。流體在板式換熱器流道內流動具有周期性，為了降低后期軟件的……