王芳+田宇+张新宇+崔璐璐

摘要：针对换热器热交换不充分的问题，研究给定结构壳管式换热器热空气流速以及传热温差对其传热系数的影响，把不同的传热温差，不同的气体流速下的实验数据进行分组，采用控制变量法，分别对以上两个因素的单独进行分析，做出kΔT，kv的拟合曲线，得到经验函数。取整个换热器为研究对象，采用数值模拟的方法，运用多孔介质，kε模型，采用二阶迎风模式，压力速度耦合運用SIMPLE算法，给出整个换热器的温度场以及传热系数的分布规律，最终给出以上两个因素对传热系数的影响趋势。

关键词：换热器，传热系数，流速，传热温差DOI：1015938/jjhust201702006

中图分类号： TK124文献标志码： A文章编号： 1007-2683（2017）02-0029-05Influence on Heat

Abstract：Aimed to insufficient heat transfer of heat exchanger， research the influence on the heat transfer coefficient impacted by velocity and heat transfer temperature difference of tube heat exchanger. According to the different heat transfer temperature difference and gas velocity， the experimental data were divided into group. Using the control variable method， the above two factors were analyzed separately. K-ΔT and k-v fitting curve were done to obtain empirical function. The entire heat exchanger is as the study object， using numerical simulation methods， porous media， k-ε model， second order upwind mode， and pressure-velocity coupling with SIMPLE algorithm， the entire heat exchanger temperature field and the heat transfer coefficient distribution were given. Finally the trend of the heat transfer coefficient effected by the above two factors was gotten.

Keywords：heat Exchanger； heat transfer coefficient； velocity； heat transfer temperature difference

0引言

随着人们节能意识的提高，如何有效及最大限度地利用现有能源，成为人们关注的焦点。本文针对给定结构的管壳式换热器，在不同的传热温差以及不同热空气流速下，分析传热系数的变化趋势，对实验数据进行归类分析，做出传热系数与传热温差的分布关系散点图以及传热系数与热空气流速的散点图，并进行拟合，分析引起其变化趋势的原因，在此基础上进行数值模拟[1-3]，研究换热器内部的温度分布[4-6]，分析传热温差和热空气流速对换热器传热系数[7-10]的影响。

1模型

11物理模型及网格划分

该管壳式换热器几何尺寸为609×609×916 mm，管道采用错列排布，管道数量为12×19+11×18根，取整个换热器为研究对象，换热器的结构图如图1所示。管内为冷空气管外为热空气。

热空气从侧面横向冲刷管道，管内流通冷空气，这种流通方式可理想化为逆流。……