燃气采暖热水炉冷凝换热器数值模拟

针对燃气采暖热水炉的冷凝换热器(管壳式换热器,烟气走壳程,水走管程,换热管采用波纹管),采用Fluent软件模拟不同烟气进气角下冷凝换热器烟气温度场、传热系数、进出口烟气压力降,根据模拟结果分析最佳烟气进气角。在建立几何模型时,冷凝换热器外壳内壁面考虑两种情况,一种为平面内壁,另一种为波纹内壁(以下分别称为平面内壁换热器、波纹内壁换热器)。两种换热器烟气入口右侧(远离出口侧)均存在烟气滞留区。由于波纹对换热管与外壳间隙实现了填充,波纹内壁换热器不会出现平面内壁换热器的烟气短路情况(部分进口烟气未经换热管与管内冷水换热,就流向烟气出口)。波纹内壁换热器出口烟气温度明显低于平面内壁换热器,说明波纹内壁换热器的换热性能更优。两种换热器的传热系数均随烟气进气角的增大而增大。相同烟气进气角条件下,波纹内壁换热器的传热系数大于平面内壁换热器。两种换热器烟气压力降均随烟气进气角的增大而增大。相同烟气进气角条件下,平面内壁换热器的烟气压力降小于波纹内壁换热器。平面内壁换热器、波纹内壁换热器的最佳烟气进气角分别为15°、30°。