2。2。1  单位板片几何模型建立 8

2。2。2  数学模型的建立 7

2。2。3 模型的网格划分和边界条件设置 9

2。2。4 FLUENT 软件的界面设置 11

2。3 人字形板片数值模拟及波纹参数的分析 11

2。3。1  波纹倾角 β 对流体换热及流动的影响 12

2。3。2 波纹深度 h 对流体换热的影响 14

2。3。3 波纹间距 λ 对流体换热的影响 16

2。4  本章小结 18

第三章 人字形波纹板式换热器的数值模拟研究 19

3。1  换热器整板片的模型构建 19

3。1。1  建立物理模型和网格划分 19

3。1。2 设置边界条件 20

3。2 整板片的数值模拟分析 20

3。2。1 板式换热器流道内部的温度场、压力场和速度场 21

3。2。2 流体对换热器传热的影响 25

3。3  本章小结 27

结论 28

致谢 29

参考文献 30

第一章 绪论

1。1 研究背景

当今社会，经济的快速发展与能源紧缺的矛盾已经越来难以调和。一方面，人们在 积极开发新能源项目，以期减缓资源紧缺的困境；另一方面，人们探寻能提高能源利用 效率的途径，将有限的资源充分加以利用。本文所涉及的板式换热器就是这样一种符合 当今工业发展潮流的高效工具。 论文网

板式换热器(Plate Heat Exchanger，PHE)是一种具有紧凑特点的高效新型换热设备， 其应用十分广泛，涉足制冷空调、电力工业、食品工业、纺织造纸工业、 集中供暖等 众多行业，并且近几十年内还在不断地发展，其优越性也越发被人们所重视[1]。在现代 化工业中，换热器的费用之于总投资的比重也不可小觑，大致在 30%-40%范围内[2]；具 体到空调暖通行业，换热器的重量将会占到机组总重量的三分之一以上，而在在换热方 面的动力消耗则占总动力消耗的四分之一左右。在众多类别的换热器当中，板式换热器 的发展尤其迅猛。相比于传统的管壳式换热器，板式换热器以质量轻、紧凑轻巧、传热 性能优异、清洗方便以及其抗冻性好、经济型高等特点，更显示其广阔的发展前景。但 是，当前板式换热器在实际使用中仍旧存在阻力损失大、承压承温能力差等一些方面的 问题[3]。因此为了提升板式换热器的换热效果，并且降低板片内流体的流动阻力，板式 换热器的优化问题成为目前国内外研究人员所主要研究的方向。如今，伴随着计算流体 力学(Computational fluid dynamics，CFD)的飞速发展，人们有了可以更加省力、更为精 确的研究方案。类似于 FLUENT 等 CFD 数值模拟计算软件也应运而生，利用它们对板 式换热器的换热机理进行模拟和研究已成为目前对板式换热器研究的大势所趋。 

1。2  板式换热器结构型式及其换热机理

1。2。1  板式换热器的结构及换热原理

板式换热器由一组几何结构相同的平行薄平板叠加而成，两相邻平板之间用特殊设 计的密封垫片隔开，形成通道，冷、热流体间隔地在每个通道中流动。为强化换热并增 加板片的刚度，常在板片上压制各种波纹[4]。其中板片是换热器中最基本的传热元件， 它按照一定的规律和顺序进行排列，所复合形成的板片称之为板束。在经过压紧钎焊处