重慶大學碩士學位論文 中文摘要

　　摘 要

　　換熱器在多工程領域內廣泛被使用。其中，管殼式換熱器因結構可靠、適用

　　范圍廣等優點應用更為普遍。管殼式換熱器內殼側流體的流動形式對其性能影響

　　十分顯著。縱流管殼式換熱器因具有較小的流動阻力和較高的傳熱性能成為了國

　　內外學者研究的焦點。為進一步強化換熱性能，一般采用弓形折流板，但壓力損

　　失極增，功耗增大。為此，本論文基于渦節強化換熱管，提出一種新型的渦節管

　　管殼式換熱器，以期達到帶有折流板光管管殼式換熱器的換熱效果同時降低壓損。

　　本論文采用可實現的k- ε湍流模型，首先對比模擬研究了逆流渦節管換熱器、

　　純逆流光管換熱器和帶折流板的光管換熱器的流動換熱特性。結果表明，相比純

　　逆流光管管殼式換熱器，渦節結構可以強化逆流管殼式換熱器管內外的換熱效果，

　　且管程強化換熱相較于殼程更為顯著；管程壓力損失較殼程大，但綜合性能較殼

　　程優良。相較不同折流間距的光管換熱器，管程流體進口Re 大于5000 時，逆流

　　渦節管換熱器管內換熱性能優于小折流間距的光管換熱器。計算Re 范圍內，逆流

　　渦節管換熱器殼程換熱性能較差，這是由于壁面形狀的變化對影響殼程流動換熱

　　特性能力受限。

　　為進一步強化所提出的逆流渦節管換熱器殼程性能，在殼程增設弓形折流板，

　　并研究了折流板與渦節管有無間隙時大折流間距（187.5mm ）的渦節管換熱器殼程

　　流動傳熱特性。結果表明，帶折流板的渦節管換熱器殼程換熱性能能夠得到進一

　　步提高同時也能夠有效降低殼程壓力損失。無間隙時殼程換熱性能提高更為顯著，

　　有間隙時殼程壓降下降更顯著。而且，在一定的Re 時，可以達到小折流間距的光

　　管換熱器的換熱效果。

　　關鍵詞：渦節管；管殼式換熱器；折流板；強化換熱；數值模擬

　　I

　　重慶大學碩士學位論文 英文摘要

　　Abstract

　　Heat exchangers are widely used in many fields. Among all types of heat

　　exchangers, shell-and-tube heat exchangers are more common in industrial applications

　　due to their reliable structure, wide application range. The different flow patterns on the

　　shell side have a significant effect on the performance of the shell-and-tube heat

　　exchanger. The longitudinal flow heat exchanger has become the focus of scholars at

　　home and abroad due to its small flow resistance and high heat transfer performance. In

　　order to improve the comprehensive performance of the heat exchangers, baffles are

　　added to the shell side of heat exchangers which will lead to a significant increase in

　　pressure loss and power consumption in the shell side of heat exchangers. In this paper,

　　one new type of shell and tube heat exchanger with vortex-shaped tube is proposed.

　　Vortex tube ca