张玉宝，徐海洋

（中车齐齐哈尔车辆有限公司，黑龙江齐齐哈尔161002）

板式换热器传热特性数值模拟与参数优化

张玉宝，徐海洋

（中车齐齐哈尔车辆有限公司，黑龙江齐齐哈尔161002）

以工业广泛使用的板式换热器为研究对象，模拟了人字型波纹板片组成的冷热双流体通道的流动和换热，分析了板式换热器流道内的速度场、温度场和压力场，研究了波纹板片的几何参数对传热特性的影响规律。以传热过程中产生的火积耗散为目标函数，采用序列二次规划法（NLPQL）对波纹板片的结构参数进行了优化，优化后传热性能明显提高。

板式换热器；数值模拟；NLPQL；参数优化

0　引言

能源需求量的持续增长成为制约我国经济发展的核心问题之一，解决办法是除了改变能源结构，发展新能源外，另一个重要方向是提高能源利用效率。

板式换热器作为一种重要的换热设备，因换热效果好、结构紧奏、易清洗、占地面积小等优点，近几十年已广泛应用于制冷、化工、石油、航空、航天等工业领域中。与其他形式的换热器相比，板式换热器在运行过程中存在流动阻力大、承温承压能力低等缺点[1-3]。因此，针对板式换热器进行优化研究，以提高换热效果、降低流动阻力、节能降耗，具有重要的研究意义。

采用数值模拟的方法，先对板式换热器进行流动和换热性能的分析，然后以传热过程中火积耗散最小为目标函数，采用NLPQL算法对板式换热器结构参数进行了优化，得到了板式换热器换热性能最佳的波纹板片参数配置。……