梭型凹凸板式換熱器相變換熱的優(yōu)化研究

王定標(biāo)，張喜迎，韓 勇，鄧 靜，董 楨

(鄭州大學(xué) 化工與能源學(xué)院，河南 鄭州450001)

梭型凹凸板式換熱器相變換熱的優(yōu)化研究

王定標(biāo)，張喜迎，韓 勇，鄧 靜，董 楨

(鄭州大學(xué) 化工與能源學(xué)院，河南 鄭州450001)

針對梭型凹坑凸胞板式換熱器的凹坑流道，采用ANSYS Workbench進(jìn)行了相變換熱優(yōu)化研究.以綜合傳熱性能因子PEC、Nu、f為共同的目標(biāo)函數(shù)，研究了梭型凹坑半徑R、梭型凹坑長度L、凹坑分布間距P等結(jié)構(gòu)參數(shù)對梭型凹坑凸胞板式換熱器相變換熱的性能影響.研究結(jié)果表明：梭型凹坑處水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)明顯高于平板處的水蒸氣體積分?jǐn)?shù)，說明梭型凹坑凸胞板對相變換熱有著很好的強(qiáng)化作用，并且梭型凹坑流道的換熱性能優(yōu)于相應(yīng)參數(shù)下圓形凹坑的換熱性能.本研究中得到的最優(yōu)結(jié)構(gòu)R=3 mm、L=5 mm、P=24 mm，此時對應(yīng)的PEC=2.16、Nu=137.15、f=0.187 4.

相變換熱；優(yōu)化設(shè)計；梭型；板式換熱器

0 引言

復(fù)合相變換熱技術(shù)[1-2]是中低溫?zé)嵩蠢玫囊淮瓮黄疲瑥V泛適用于各種燃煤、燃油、燃?xì)忮仩t以及冶金、石化等行業(yè).在復(fù)合相變換熱技術(shù)中，常用板式換熱器作為復(fù)合相變換熱裝置.板式換熱器是由一系列具有一定形狀的金屬片疊裝而成的一種新型高效換熱器，其板片表面形狀是影響換熱過程能量和動量交換的重要因素[3].在這方面，國內(nèi)外研究人員已對其進(jìn)行了大量研究，出現(xiàn)了各種形式的強(qiáng)化換熱表面，如人字形波紋板[4-5]、肋片板[6]、凹坑凸胞板等[7].無論表面形狀如何變化，其機(jī)理都在于在流體流動的同時增加其擾動性，同……