但是由于换热器大多体积庞大,内部结构复杂,模型的网格处理比较复杂,且对计算机的配置要求高,前人的研究分为两种,首先是利用多孔介质模型,或者模拟换热器理想模型。数值模拟与实验方法相比具有如下优点:模拟能力强。计算机模拟技术既能模拟真实条件,又能模拟某些理想化的假定,拓宽了实验研宄的范围,便于分析各种情况下换热器的运行特性,并减少了实验的工作量。数据完整。数值计算可以得出换热器内部的流场、温度场及压力等参数的分布,据此,冷凝器,可以详细分析换热器内管束结构等布置的合理性、换热器的换热情况、换热性能等。经济性好。利用计算机软件数值计算的费用远远低于实验研究的费用。周期短。数值模拟所用的时间相对于实验要少,冷凝器价格,方便从各种参数的匹配组合中快速选择的方案。
对管壳式换热器强化管外传热进行了数值模拟研宄,提出并分析了一种新型的传热强化元件——旋流片作为管壳式换热器管隙间支撑物的传热强化机理。在实验基础上,采用周期性单元流道模型数值模拟了旋流片产生的衰减性自旋流的流动和传热特性,并采用分段综合因子分析了传热强化的机理。结果显示,旋流片能起到扰流作用,并使流体强烈地冲刷传热管壁面强化传热。
有旋流片段的综合因子,尾流段的综合因子接近于,在自旋流段的综合因子,应当充分利用自旋流段低阻***的特点对换热器进行优化。对复合波纹板片的板式换热器的换热阻力特性进行了数值模拟研究,采用非结构化网格,分别选用层流和瑞流模型,数值计算得到复合波纹型板式换热器内部的速度场,以及复合波纹型板式换热器在不同数范围内的换热准则方程式和摩擦系数关系式,证明了用数值计算方法研究复合波纹型板式换热器流动与换热性能的可行性。东北大学的尹俊以乂为开发平台,利用数据库技术,建立了***、幵放、数据共享、运行可靠的传热介质物理性能数据库,并实现了这些数据库的动态查询。
单弓形折流板管壳式换热器物理模型复杂,因此选用适应性强的正四面体和金字塔形非结构化网格,使用GAMBIT划分网格。网格的数量直接决定了计算速度和精度。网格过少,冷凝器制造厂家,将不到流场的流动特性;网格过多,一方面会严重消耗计算机资源,另一方面大量的数值耗散积累会影响计算结果的正确性。所以进行网格的***性验证时十分必要的。以一个单弓形折流板管壳式换热器模型为例进行网格***性验证。共三套网格:换热器整体均为四面体,终网格数量为1,521,蒸汽冷凝器,014个;壳程为四面体网格,管程及壳程进出口管为六面体网格,终网格数量为I ,952,621个;由面到体依次画网格,终网格数量为2,175,849个。后面两套网格计算结果相差小于60%综合考虑计算精度与计算花费,选取第二套网格:终网格数量为1,952,621个。
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