科技创新研究国际杂志
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赫马昌德拉博士Reddy一号Naga Malleshra RaoG博士2
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外部自然对流热交换器进化为强制对流的合适替代方法,作为热水存储槽中热流体向冷流体转移能量的一种手段确定这些对流热交换器性能特征需要复杂而长的实验,在热传输实验室实验研究时曾提出这样一个实际问题。这项工作使用ANSYS预测热交换器墙转热时热应力强度并寻找热交换器墙最优厚度而不影响热传速率在这次研究中,通过ANSYS建模两个不同厚度1.2毫米+1.5毫米热交换墙研究热梯度行为
关键字 |
| 外部自然对流热交换器、ANSYS系统、热交换器墙传热、热交换器墙最优厚度 |
导 言 |
| 太阳热水系统提供环境友好方式,将太阳辐射直接转热能热水过去十年中,太阳能作为化石燃料的可持续代用水热得到积极关注,结果世界太阳能热水产品市场大幅增长。系统实现大量节能并每年充分减少CO2排放量由此开发高成本效益系统,包括新概念以降低制造成本、提高性能和优化能源利用 |
| 太阳能家庭热水系统最常用设计涉及使用热交换器从热流向储水池中水转移热量数位热交换器配置使用,以下配置最常用 |
| 提取线圈或浸入式管系存储槽内安装的热交换器 |
| 外壳和管热交换器热流泵穿透管流和罐水(自然对流驱动)流透墙 |
| 人工热交换器-以垂直形式或横向形式组成-环储箱内热流 |
| 本文介绍的工作包括评估热交换特征和评价人工热交换器长期性能a隔墙热交换面微博1显示典型SDHW系统垂直槽热交换器,坦克同时装太阳槽和辅助槽 |
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二.等高交换系统离散式 |
| i)热交换器效率最简单方法之一,同时促进热分层字形配置提供大热传输区并有效分布采集器循环流出槽墙进取人造物液大都求人造物热平衡水平,人造人造热分层和内链路不中断[1] |
| 二)成本:坦克成本低于精热分层提高性能[2] |
| 三)尺寸限制:人工箱设计不适合大型低流SAHW系统,因为热传输区太小,容量超过800-1000升的罐体无法使用[3] |
三.实验操作 |
| 垂直文体型热交换器为实验目的编译图2所示尺寸实验搭建图3显示表1提供人工槽数据 |
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四.增高性能计量 |
| 图2显示实验安排,以评价热交换器总体热传特征并用于热交换器热传系数测量,覆盖层流速率和热边界条件范围实验在印度安得拉邦AnantapuramJNT大学热转移实验室进行 |
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| 曼托搭建为30毫米废间距,环绕不锈钢槽底部半部坦克隔热玻璃毛实验中热水从传统热水池向热交换器热端提供热源 |
| 室内实验搭建图图图图图2与安装测试工具并举八大热电联赛由铜-康斯坦丹组成,在油箱核心内不同层次安装(fig1),四大热电联赛由铜-康斯坦丹组成,安装在热交换表壁侧,以测量不同位置的油箱温度并了解分层插件输出温度和热水流速率通过热交换器测量热电偶测量罐中选定位置的温度31/2数字显示器用于显示温度 |
V级程序解析 |
| 静态分析用于判定结构或构件中因负载不产生重大惯性和阻塞效果而产生的置换、压强和强度稳定加载响应条件假设静态分析中可应用的加载类型包括外部应用力和压力、稳态惯性力,如重力或旋转速度强制置换静态分析可以是线性分析或非线性分析在当前的工作中,我们将考虑线性统计分析 |
| 静态分析程序由下列主要步骤组成: |
| QQQ建模 |
| QQ获取解决方案 |
| ï· Reviewing the results. |
| QQ建模型 |
A.建模型 |
| 职称说明并分析标题使用PREP7定义元素类型、元素实际约束、物质属性和模型几何元素类型线性非线性结构元素ANSYS元素库包含80多种不同的元素类型单数前缀标识BEAM94、PLANE71、SOLID96和PIPE16 |
.b.材料属性 |
| Young模块(Ex),必须定义静态分析计划用惯性负载(如重力)定义密度等质量属性类似地,如果我们计划应用热负载定义热扩展系数 |
C.获取解决方案 |
| 在此步骤中,我们定义分析类型和选项,应用负载和初始条件有限分解分三步执行: |
| 1)预处理器阶段2 求解相位3) 后处理器阶段 |
1)预处理器 |
| 预处理器开发后,微小计算机系统、微型计算机系统、超小型计算机主机系统向他人提供相同的程序预处理器是一个交互式模型构建器,准备FE(无限元素)模型和输入数据求解阶段使用预处理器开发输入数据,并按问题定义终止求解生成输入文件等 屏幕轮廓下节描述预处理器的各种功能和特征 |
2 求解 |
| 求解阶段处理问题按问题定义解决编译和集合矩阵的所有烦琐工作由计算机完成,最后置换和压力值归为输出ANSYS部分能力为线性静态分析、瞬态动态分析等 |
3) 邮政处理器 |
| 强用户友好邮处理程序使用交互颜色图形广图特征显示从有限元素分析中获取的结果一张分析结果图片(即可视化结果)常分秒显示需要工时从数值输出算asse工程师还可能看到结果的重要方面很容易漏入数组数据5,6 |
六.问题格式化 |
| 人工热交换器设计并编译成论文编写成员研究工作(Ph.D.)的一部分,墙厚1.2毫米。换位时实际问题上升 试图为热交换器提供额外配件初始小厚1.2毫米选择对热流体和冷流体有效传热为了避免制造问题而不影响传热率,试图将墙厚度从1.2毫米提高至1.5毫米,并研究加热过程热应力行为结构压力使用ANSYS分析 |
七.结晶 |
| 人造热交换器建模后,通过上文解释过程,所得结果制表并讨论本研究所选材料属性如下: |
| 深水墙=1.2毫米 |
| 素材=不锈钢 |
| 特热=460J/kk |
| 密度=7.82gm/m3 |
| 热传导率=15w/m2k |
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| 1.2毫米和1.5毫米最大热梯度见X方向、Y方向和Z方向如表2所示 |
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| X方向、Y方向和Z方向所见最大热通量1.2毫米和1.5毫米如表3所示 |
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七.结论 |
| 从上表研究中,热交换墙厚度可从1.2毫米提高至1.5毫米,因为热转换率没有分解从结果表观察,最大热梯度为799x方向,最大热通量为11907Y方向1.2毫米厚墙从结果表观察,最大热梯度向X为7.7199,最大热通量Y方向为1077.51.5毫米厚墙热传输率没有差分,此外,如果厚度提高至1.5毫米,热应力可减少产品成本略增,可通过热交换器性能补偿来提供。 |
引用 |
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