平直翅片管式换热器的传热数值模拟研究

以平直翅片管式换热器为研究对象,采用计算流体力学(CFD)方法进行建模和模拟计算,通过对正交试验结果进行极差和方差的分析,综合考虑了翅片厚度、翅片间距、管横向间距和管纵向间距对努赛尔数Nu和阻力系数的影响程度和显著水平,并结合综合性能评价指标进行分析,结果显示:翅片厚度、翅片间距和管横向间距对换热器的传热性能影响显著,管纵向间距对换热器的传热性能无显著影响。当翅片厚度为2mm,翅片间距为9mm,管横向间距为65mm,纵向间距为115mm时传热性能最佳。

自堆积式螺旋速冻机流场数值模拟

研究了在入口风速不变的条件下,通过改进结构和改变冻品参数,增大流场气流平均速度,达到降低装置能耗、提高冻结效率的目的。建立二维紊流模型,采用SIMPLE算法,对未放冻品原有结构的流场、开孔和增设隔板后的流场、食品不同摆放密度的流场以及不同食品高度的流场进行模拟计算分析,结果表明:网带的对螺旋塔内流场的平均速度影响小。增设隔板和开孔有利于提高流场内气流的平均速度,增加热交换的充分性。冻品摆放密度增加需要综合考虑气流平均速度、压力、和风机功率等因素。冻品高度在满足不超过孔的位置高度下,增高能增加气流平均速度。

自堆积式螺旋速冻装置物理模型建立与验证

为了提高食品冻结率和降低能耗,本文针对自堆积式螺旋速冻装置中的两个关键部件,螺旋塔和平直翅片管式换热器,进行了物理建模,并详细介绍了仿真分析中所有边界条件设定,采用标准的k-ε湍流模型,利用Fluent软件对螺旋塔冻结速度和冻结均匀性进行求解。最后分别对螺旋塔的出口风速和冻品中心温度进行了现场测试,试验结果表明计算值与试验值误差较小,验证了本文物理模型的正确性。本文的研究内容可为螺旋速冻装置的后期研究提供有效的参考。