ANSYS翅片管式熔盐换热器设计(2)

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3 翅片管熔盐换热器的结构设计 13

3.1 本次设计的要求 13

3.2 结构设计计算 13

3.3 结构型式缩略图 13

4 翅片管熔盐换热器的应力分析 15

4.1 ANSYS稳态热分析 15

4.2 ANSYS稳态热分析模型建立和计算 16

4.2.1 翅片管的参数 16

4.2.2 网格划分 16

4.2.3 载荷施加、给定边界条件几求解 16

4.3 模型结果 16

结论 19

致谢 20

参考文献 21

附录 23

符号说明 26

1 绪论

在能源危机日益受到全球人民重视的背景之下，开发节能和强化传热为主要特征的设备成为了技术人员竞相研究的主要方向。[1]在空调、动力、制冷、化工等重要行业中，翅片管都有其广泛的应用领域，特别是在空冷器换热设备中，翅片管的传热系数的高低决定了设备的冷却效果。翅片管换热器在换热器行列中倍受人们的关注，它的结构参数主要有翅片厚度、翅片高度、翅片厚度等，此外外部流体的性质也对翅片管的传热性能有很大影响。本文通过对二元硝酸盐的物性研究了解，设计一个适合熔盐体系的翅片管换热器，实现熔盐到空气的换热过程。

1.1 翅片管换热器课题背景

1.1.1 翅片管换热器介绍

翅片管换热器是一种带翅（亦称带肋）的管式换热器。为了提高它的传热系数，通过在换热管表面增加翅片来增大换热面积，从而达到强化传热的目的，这样的换热管叫翅片管（fin tube），如图1.1所示。在动力、化工、制冷等工业生产中翅片管换热器都有特别广泛的应用，特别是在空调行业的制冷系统中，可以说翅片管换热器是最重要的部件。随着工业技术的飞速发展和科技进步，在生态环境上，工业缺水和工业用水环境污染的问题日益受到人们的密切关注和充分的重视，空气冷却器成为了人们日常工作生活必不可少的设备，在工业生产中，许多化工厂中有90%以上的冷却工作都由空冷器承担。[2]

翅片管

图1.1 翅片管

按翅片的结构特点来分，翅片管可以分为：螺旋翅片管、方翅片管、纵向翅片管、螺旋锯齿形翅片管等。

按其材料来分，可以分为：单金属翅片管和双金属复合翅片管。

按照翅片管的加工工艺来分，可以分为：焊接成型翅片管、滚压成型翅片管、套装成型翅片管等。

还有按照翅片形状分类，可以分为：矩形、圆形翅片管，螺旋形翅片管，波纹形翅片管，锯齿形翅片管，针状翅片管，纵向翅片管等等。[3]

1.1.2 我国国内翅片管式换热器的发展状况论文网

1.1.3 国外翅片管式换热器的发展状况

1.1 熔盐热载体应用背景

熔融盐是指无机盐的熔融态液体。硝酸熔盐是熔融盐的一种，在固态时，大部分是离子晶体，在高温加热溶化后形成离子熔体。熔融盐区别于水很多性质，比如高温下的热稳定性、在较大温差范围内拥有较低蒸汽压、低粘度、优良的导电性、低腐蚀性、较高的离子迁移和扩散速度、高热容量、具有溶解各种不同材料的能力。[8]几种常见的硝酸熔盐的物理化学性质如表1-1所示。[9]