对于换热器错流微型换热器内导热影响模拟

论文导读：
摘要：对于传统换热器，流体通道横截面积比周围固体的横截面积大得多，由此固体内的平行于流体流动方向的导热可以忽略不计。而对于微型换热器，如本论文探讨的错流式微通道换热器（MCHE），流体通道水力学直径为毫米级，而固体材料厚度也是毫米级，这样的结构下固体内导热的作用会对换热器性能有显著的影响。本论文采取数值模拟的策略探讨微型错流式换热器，固体的热传导及其对换热的影响规律。在本探讨中，以总包换热系数、等效热阻等物理量作为评价指标。主要模拟了以水和氦气两种换热介质的错流微型换热器，浅析同排管心距，相邻管间距，固体材料，流体通道及管径等设计参数对导热的影响，给出了总包换热系数及等效热阻随设计参数的变化规律，在流体入口雷诺数较小的情况下，增加同排管心距，减小相邻管间距，选择热导率较小的固体材料，增大流体通道截面积与固体截面积的比值可以减弱导热，进而提升错流式微型换热器的总包换热系数，达到强化换热的目的。此外，借助等效热阻论述，浅析了结构参数转变对换热历程不可逆程度的影响。本论文还提出了基于微型换热器操作、结构等参数的估算总包换热系数策略，并且定义了综合考虑流体内和固体内导热影响的导热影响系数M，可以用它来定量判断导热对微型换热器的影响能否被忽略。关键词：导热影响论文微型换热器论文数值模拟论文等效热阻论文
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ABSTRACT4-6
目录6-8
第一章 文献综述8-15

1.1 本课题的探讨背景8-9

1.2 微型换热器内固体导热影响探讨总结9-11

1.2.1 轴向导热（Axial conduction）影响9-10

1.2.2 纵向导热（Longitudinal conduction）影响10-11

1.3 本论文主要探讨内容11-15

1.3.1 错流微型换热器（MCHE）原型11-12

1.3.2 导热影响的不可逆性浅析12-13

1.3.3 总包换热系数的估算策略13-15

第二章 数值模型与评价策略15-19

2.1 模拟对象15-16

2.2 数值模型的建立16-17

2.1 制约方程16

2.2 边界条件16-17

2.3 模型方程求解17

2.4 评价指标17-19

第三章 错流式微型液体换热器模拟19-34

3.1 微型换热器固体表面及截面温度分布19-20

3.2 流体入口雷诺数操作参数对导热作用的影响20-23

3.3 结构参数对液体换热器内导热的影响23-31

3.1 同排管心距对液体换热器内导热影响23-25

3.2 相邻管间距对液体换热器内导热影响25-27

3.3 固体材料对液体换热器内导热影响27-29

3.4 管径对液体换热器内导热影响29-31

3.4 模拟结果与实验结果比较与浅析31-32

3.5 本章小结32-34

第四章 错流式微型气体换热器模拟34-45

4.1 操作参数对导热作用的影响34-36

4.2 结构参数对气体换热器内导热的影响36-43

4.

2.1 同排管心距对气体换热器内导热影响36-38

4.

2.2 相邻管间距对气体换热器内导热影响38-40

4.

2.3 固体材料对气体换热器内导热影响40-42

4.

2.4 管径对气体换热器内导热影响42-43

4.3 本章小结43-45
第五章 微型换热器总包换热系数的估算策略45-51

5.1 估算导热影响下的总包换热系数45-48

5.

1.1 流体内的导热45-47

5.

1.2 固体间壁内导热47

5.

1.3 总包换热系数估算策略47-48

5.2 估算策略运用到错流换热器48-49

5.3 导热影响系数估算策略的实验验证49-50

5.4 本章小结50-51

第六章 结论51-53

6.1 本论文结论51-52

6.2 今后工作展望52-53

符号说明53-55
参考文献55-58
发表论文和参加科研情况说明58-59
致谢59