浮头式换热器传热性能的数值模拟任务书

 2021-10-27 09:10

1. 毕业设计(论文)的内容和要求

本课题为综合分析类课题。在一定范围内,通过数值模拟的方法,计算湍流条件下浮头式换热器在不同结构、不同雷诺数条件下流动与传热特性,得出相关参数如换热系数、努塞尔数,进出口压差、摩擦系数等,并得到有一定普遍意义的计算公式。

浮头式换热器,两端管板中只有一端与壳体固定,另一端可相对壳体自由移动,称为浮头。浮头由浮动管板、钩圈和浮头端盖组成,是可拆连接,管束可从壳体内抽出。管束与壳体的热变形互不约束,因而不会产生热应力。其优点是管间与管内清洗方便,不会产生热应力。数值模拟的方法目前对单相流动和传热过程相对比较成熟,其计算精度可以满足工程要求。通过模拟的方法得到具有工程意义的参数,可以培养学生的工程概念,了解针空冷器的流动与换热特性。

学生需要应用相似原理和量纲分析,简化浮头式换热器的模型,应用DesignModeler软件进行建模和初步定义边界条件,利用Fluent针对换热器内温度场、速度场和压力场进行求解。最终利用计算所得相关参数,设计一台浮头式换热器,实现一定工艺过程,并绘制出图纸。

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2. 参考文献

有关相似原理、量纲分析、传热学、流体力学、换热器原理与计算、计算传热学等方面的资料,以及换热器设计手册、机械设计手册、金属材料手册等。

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