周期性模型在管壳式换热器数值模拟中的应用

根据管壳式换热器的结构特点,提出了周期性全截面计算模型用于其流场和温度场的数值模拟.采用该模型的计算结果与壳程整体模型的计算结果对比,误差在10%以内,证明了该模型的合理性和模拟结果的正确性,为实现具有复杂壳程结构的管壳式换热器的数值模拟提供了一种新方法.基于周期性全截面模型的计算结果,提出了对折流杆换热器周期性单元流道模型的修正算法,改进和完善了周期性单元流道模型的实用性和适用性.     

换热设备零部件 CAD系统的研究与开发

采用Windows2000操作系统和AutoCAD2000为支撑平台,在Visual C 6．0开发环境下,利用面向对象的思想和参数化图形技术开发ObjectARX应用程序,研究了换热设备零部件CAD系统所采用的关键技术以及系统的实现方法。该系统包括零部件设计、校核及自动绘图等功能模块,各部分功能模块既相互独立又相互协调支持,集成一体。通过工程应用证明系统的运行良好,为同类产品CAD系统的开发提供了思路。     

C型混沌结构中传热强化的数值分析

随着对强化传热的广泛重视与研究,利用混沌对流来强化传热的新技术得到了关注.利用CFD软件Fluent对C型混沌结构内的流体流动与传热进行数值模拟,对比了C型混沌结构与普通平直结构在流体流动场、温度场分布和传热特性等细观信息,分析了C型混沌结构的强化传热性能及特点.分析结果表明,C型混沌结构使流体在较小速度下产生混沌对流,这种流态增加了流体的扰动与湍动,增大主流区或近壁处流动的混合,强化了流道内的传热,使流道横截面上的温度分布均匀化;混沌对流内的传热Nu数和Po数(即fRe值)不再象普通层流为一定值,而随Re数的增大而增大.     

螺旋折流板换热器局部流场和温度场的数值研究

建立连续螺旋折流板换热器和四分螺旋折流板换热器模型,采用大型CFD分析软件FLUENT借助数值模拟的方法,研究螺旋折流板换热器局部流场和温度场的分布规律,并采用耗散原理对两种折流板结构下换热器的综合性能进行对比研究。结果表明,以耗散分析为指标的评价标准同以换热器综合性能为指标的评价标准具有一致性。相同的壳程流量下,同四分螺旋折流板换热器相比,连续螺旋折流板换热器耗散值较小。两种折流板类型的换热器局部流场和温度场分布均呈现出相同的规律,壳程中心部位,换热管壁面传热系数最高,沿壳体径向,流体螺旋流动状态和换热管壁面传热系数均呈现先减小后增加的现象。同连续折流板相比,折流板的不连续性在小流量下能够促进壳程中心部位的局部传热,当流量增大到一定程度则表现为减弱壳程中心部位的局部传热。计算结果为改进螺旋折流板结构形式提供了理论依据。     

杆支撑换热器壳程的单元流道模型及流场分布

提出了一种杆支撑换热器壳程的代表性“单元流道”模型,使结构复杂的管壳式换热器数值模拟更加简便而高效,数值分析得到了杆支撑换热器壳程中心区域的单元流道流场、压力场和温度场分布细节信息,为杆支撑换热器的结构完善和研究强化传热机理奠定了理论基础。     

折流板换热器壳程流场数值模拟与结构优化

基于多孔介质与分布阻力的概念,采用FLUENT软件对单弓形折流板换热器的壳侧流场进行了三维数值模拟,模拟结果与实验结果吻合较好。在此基础上针对折流板换热器壳程压降大、能耗高、存在传热死区等的缺点提出了壳程流场的改进方案,通过数值模拟可以看到壳程流场改进后不仅具有压降低、场协同性能好、基本无传热死区等特点,而且在一定程度还提高了管束抗流体诱导振动的性能。     

新型百叶窗翅片对流换热特性研究

百叶窗翅片广泛应用在紧凑式换热器中,基于传统矩形百叶窗结构,提出两种新型矩/梭形百叶窗翅片,利用FLUENT软件对不同结构的百叶窗翅片流场、温度场进行模拟分析,对比不同结构百叶窗翅片的传热和阻力特性。研究表明,由于流道变截面的影响,使得梭形百叶窗和矩/梭形百叶窗有较高流速的流体冲刷加热管壁面,从而梭形百叶窗和矩/梭形百叶窗传热效果增强,其综合性能均优于矩形百叶窗,矩/梭（2/1）形百叶窗传热j因子相对较高,综合性能较好。     

金属材料弹性常数与温度关系的分子动力学模拟

基于固体物理微观理论,导出了金属材料密度与温度之间的关系式,应用此关系式计算出的不同温度下材料密度与试验结果能较好吻合。在讨论了固体弹性常数与原子间相互作用势之间关系的基础上,给出了金属固体分子动力学模拟原子间相互作用势函数的选择原则;提出了基于变化调整晶体结构和密度来间接反映温度变化影响的弹性常数分子动力学模拟算法,并对计算过程进行了说明,为分析高温材料性能提供了一条新途径。基于所提算法,给出了常温和912℃下弹性模量和泊松比的计算实例,计算结果与试验结果吻合良好。     

软件组件技术及其在换热设备CAD中的应用

针对换热设备CAD软件开发存在的问题,提出了一种基于组件技术开发CAD软件系统的新方法,并给出了基于COM的组件技术在换热设备CAD中的应用实例。     

换热设备CAD系统中数据库技术的应用研究

针对热力系统换热设备CAD系统所要实现的功能要求,在对系统及各子系统所涉及到的数据综合分析的基础上,介绍了系统中数据库的规划与设计,给出了系统数据库的结构,探讨了系统中物性参数、工程材料、零部件几何参数和图形数据库的功能与应用。