【正文】 1 （論文）任務(wù) 書(shū) 第 1 頁(yè) 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 平直翅片管傳熱與阻力 特性的數(shù)值研究 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求及原始數(shù)據(jù)（資料）： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求： (1) 了解 強(qiáng)化傳熱技術(shù)的發(fā)展、平直翅片管強(qiáng)化傳熱的機(jī)理及此換熱設(shè)備在實(shí)際中的應(yīng)用 ； (2) 了解翅片管換熱與阻力性能研究進(jìn)程及國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀 ； (3) 了解 用數(shù)值方法研究翅片管換熱問(wèn)題的優(yōu)越性并掌握數(shù)值解法的基本原理 ； (4) 初步掌握 GAMBIT 軟件構(gòu)建三維模型、劃分網(wǎng)格、使用 Fluent 軟件數(shù)值求解并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后處理分析的基本方法 ； (5) 初步培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲?素質(zhì)和獨(dú)立工作的能力 。 原始數(shù)據(jù)： 平直翅片管式換熱器在空調(diào)制冷、電子器件散熱設(shè)備中最為常 見(jiàn)。通常管子以叉排和順排兩種方式排列，且流動(dòng)換熱在不同結(jié)構(gòu)通道內(nèi)各不相同，其流場(chǎng)與溫度場(chǎng)可用周期性的流動(dòng)與換熱模型進(jìn)行模擬，具體問(wèn)題如下： 流體橫掠平直翅片管管束，管內(nèi)外流體形成交叉流動(dòng)，由于管束通道結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性， 計(jì)算區(qū)域的物理模型取整個(gè)寬度的一半、間距的一半來(lái)進(jìn)行，橫向尺寸由管間中分面和管子中心縱剖面界定，高度由翅片厚度中分面及翅片間距中分面來(lái)界定。所以，本文僅取一個(gè)單元周期區(qū)域研究即可（見(jiàn)圖中虛線所圍部分）。假設(shè)流動(dòng)介質(zhì)為不可壓縮空氣，物性參數(shù)為常數(shù)，忽略重力影響，流動(dòng)為三維、穩(wěn)態(tài)的層流且已進(jìn)入周期性充 分發(fā)展段。翅片管基本尺寸保持翅片厚度為 ，管徑 10cm，翅片間距為 ，管排縱向間距為 22mm，橫向間距為 16mm?？諝馕镄詤?shù)為 ： 第 2 頁(yè) 3 3mkg1225ρ ? ， smkg101 .7 8 9 4μ 5 ??? ， KkgJ10 06 .43C p ?? ， ?? ，管外壁面溫度恒定： K318Tw ? 。 計(jì)算區(qū)域結(jié)構(gòu)示意圖 第 3 頁(yè) 4 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 主要內(nèi)容： 通過(guò)對(duì)富氧燃燒技術(shù)的認(rèn)識(shí)，了解該技術(shù)對(duì)節(jié)能、減排、降耗的適用性；并從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)兩方面研究該技術(shù)對(duì)電站鍋爐的影響 ， 能夠提出解決一些問(wèn)題的方案或者建議。 第一部分 緒論 第二部分 平直翅片管換熱流動(dòng)模型建立與分析 該部分主要分析了平直翅片管通道的流動(dòng)特點(diǎn)，描述了本文所研究對(duì)象的構(gòu)建及計(jì)算區(qū)域的選取，并討論了相關(guān)參數(shù)的計(jì)算方法及模型計(jì)算定解條件的確定。 第三部分 平直翅片管數(shù)值模擬及 CFD 簡(jiǎn)介 該部分主要介紹了數(shù)值傳熱學(xué)理論及常用數(shù)值解法，并分析實(shí)驗(yàn)法、分析法和數(shù)值解法各自的優(yōu)勢(shì)；描述了 CFD 理論思想基本概況、利用 GAMBIT 對(duì) 計(jì)算區(qū)域離散的方法及 FLUENT 數(shù)值算法的選取。 第四部分 翅片管數(shù)值計(jì)算結(jié)果及分析 該部分主要針對(duì)不同結(jié)構(gòu)尺寸的平直翅片管數(shù)值模擬的結(jié)果（速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)及溫度場(chǎng)）進(jìn)行顯示、并對(duì)數(shù)據(jù)整理，分析其各因素對(duì)翅片管換熱與阻力特性的影響。 第五部分 結(jié)論 學(xué)生應(yīng)交出的設(shè)計(jì)文件（論文）： 畢業(yè)設(shè)計(jì)一份 第 4 頁(yè) 5 主要參考文獻(xiàn)（資料）： 1. 李祥華，宋光強(qiáng)．幾種新型換熱器的特點(diǎn)及使用狀況對(duì)比 [J]．化肥工業(yè)． 2020， 9(1)： 7880． 2. 劉衛(wèi)華．百葉窗型和波形管片式換熱器性能實(shí)驗(yàn)研究 [J]．石油化工高等學(xué)校學(xué)報(bào)． 1996， 9（ 2）： 4953． 3. 孟繼安．基于場(chǎng)協(xié)同理論的縱向渦強(qiáng)化換熱技術(shù)及其應(yīng)用 [D]．北京：清華大學(xué)航天航空學(xué)院， 2020， 15． 4. 陶文銓．計(jì)算流體力學(xué)與傳熱學(xué) [M]．西安：西安交通大學(xué)出版社： 1991． 47． 5. 康海軍，李嫵，李慧珍等．平直翅片管換熱器傳熱與阻力特性的實(shí)驗(yàn)研究 [J]．西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)． 1994， 28(1)： 9198． 6. 柳飛，何國(guó)庚．多排數(shù)翅片管空冷器風(fēng)阻特性的數(shù)值模擬 [J]．制冷與空調(diào)． 2020， 4(4)： 3033． 7. 宋富強(qiáng)，屈治國(guó)，何雅玲等．低速下空氣橫掠翅片管換熱規(guī)律的數(shù)值模擬 [J]．西安交通 大學(xué)學(xué)報(bào)． 2020， 36(9)： 899902． 8. 徐百平，江楠等．平直翅片管翅式換熱器減阻強(qiáng)化傳熱數(shù)值模擬 [J]．石油煉制與化工． 2020，9(37)： 4549． 9. 屈治國(guó)，何雅玲，陶文銓．平直開(kāi)縫翅片傳熱特性的三維數(shù)值模擬及場(chǎng)協(xié)同原理分析 [J]．工程熱物理學(xué)報(bào)． 2020， 5(24)： 826829． 10. 劉建，魏文建，丁國(guó)良．翅片管式換熱器換熱與壓降特性的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展 [J]．制冷學(xué)報(bào)． 2020，(3)： 2530． 專業(yè)班級(jí) 熱能 0703 班 學(xué)生 張 謙 要求設(shè)計(jì)（論文）工作起止日期 2020 年 3 月 14 日至 2020 年 6 月 18 日 指導(dǎo)教師簽 字 日期 2020 年 3 月 10 日 教研室主任審查簽 字 日期 2020 年 3 月 10 日 系 主 任 批 準(zhǔn) 簽 字 日期 2020 年 3 月 10 日 I 平直翅片管傳熱與阻力特性的數(shù)值研究 摘 要 平直翅片管式換熱器作為熱力系統(tǒng)和制冷空調(diào)裝備中的一個(gè)重要部件，對(duì)其換熱性能的研究一直是科研人員熱衷的課題。盡管它在結(jié)構(gòu)的緊湊性、傳熱強(qiáng)度和單位金屬消耗量等方面遜于板式或板翅式換熱器，但平直翅片管換熱器以其能承受高溫高壓、適應(yīng)性強(qiáng)、工作可靠、制造簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、選材范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，仍在能源、化工、石油等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。因而，對(duì)其翅片管束通道內(nèi)的流動(dòng)與傳熱問(wèn)題的研究具有十分重要的意義。 本文針對(duì)平直翅片管內(nèi)的流動(dòng)特點(diǎn)，主要對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行研究：簡(jiǎn)單概 述平直翅片管研究的動(dòng)態(tài)及現(xiàn)狀，并在對(duì)比分析對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)法、分析法及數(shù)值方法的優(yōu)劣的基礎(chǔ)上，確定本文采用數(shù)值方法，使用 GAMBIT 軟件對(duì)不同結(jié)構(gòu)尺寸的平直翅片管建立物理模型，并通過(guò) 軟件對(duì)其翅片管通道內(nèi)的流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬，計(jì)算 Re 數(shù)與努塞爾數(shù) Nu、阻力系數(shù) f 的關(guān)系，分析流動(dòng)參數(shù) Reynolds 數(shù)、翅片間距、管排數(shù)、翅片管管排間距（橫向間距和縱向間距）等因素對(duì)平直翅片管流動(dòng)與換熱性能的影響，探討不同結(jié)構(gòu)通道內(nèi)的流動(dòng)特征及阻力特性，為工業(yè)應(yīng)用上平直翅片管結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)、優(yōu)化分析提供理論依據(jù)。 關(guān) 鍵字 ： 數(shù)值模擬；平直翅片；層流流動(dòng)；流動(dòng)換熱 II Numerical Study on Heat Transfer and Pressure Drop Characteristics of Plainfinned Tube ABSTRACT As plainfinned tube is an important ponent for thermal systems and refrigeration and air conditioning equipment， the study for its heat transfer performance is always a hot topics for researchers． Although its pact structure， heat transfer efficiency are lower than plate or platefin heat exchangers， plainfinned tube heat exchangers have also being widely used in the energy， chemical， oil and other industries for its many advantages which contained withstand high temperature and pressure， adptable widely， reliable， simple manufacturing， low costs and wide selection． Thus， studies for the flow and heat transfer of finned tube bundles are of great significance． Aim at the flow characteristics of plainfinned tube， this paper will study the followings： Simplely overview the study progress and present stuation of plainfinned tube，and on the basis of parative analysis the goods and bads of three research methods：experimental， analysis and numerical method． we determine use Gambitsoftware to bilud physical model for different size tube structures， and use to study the flow in the finned tube channel， then calculate the relationship between Re and Nu number，f(resistance