U型管换热器动态性能仿真研究

论文摘要

换热器在动力、能源、化工、航空、航天等领域中有着广泛的应用。传统的换热器设计主要以稳态计算为主,所采用的经验公式精度低,难以反映设备的真实性能。现阶段,换热器向着大型化、复杂化、自动化方向发展,传统设计计算方法已不适用,以仿真为基础的动态设计方法成为解决问题的有效手段。油液冷却器是船舶动力系统中主要辅机之一,由于工况复杂,其性能优劣将直接影响主设备的运行安全。本文根据油液冷却器间歇流动的特点,将换热过程划分为两个阶段；从换热器的机理出发,提出合理的假设条件,建立了换热器整体一维数学模型,克服了模型简化使计算结果可信度降低的缺点；利用MATLAB/SIMLINK软件,建立仿真模型,对该油液冷却器的动态性能进行仿真研究,得出工质温度、压力、热流量随时间及空间的分布规律,初步解析了该型换热器传热与流动机理,为优化设计及安全运行提供一定的理论基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 换热器概述
• 1.2 计算机仿真技术
• 1.3 本文研究的意义、内容和方法
• 1.3.1 研究意义
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 研究方法
• 1.4 本文主要工作
• 第2章 数学模型的建立
• 2.1 数学模型概述
• 2.2 数学模型的建立
• 2.2.1 简化假定
• 2.2.2 动态机理模型
• 2.2.3 初始条件
• 2.2.4 模型简化
• 2.2.5 模型线性化
• 2.2.6 管壳式换热器压降计算
• 2.3 本章小结
• 第3章 仿真程序设计
• 3.1 计算机仿真技术基本概况
• 3.1.1. 模拟计算机仿真方法
• 3.1.2. 数字计算机仿真方法
• 3.1.3. 混合计算机仿真方法
• 3.1.4. 全数字并行计算机仿真方法
• 3.2 开发环境MATLAB/SIMULINK简介
• 3.2.1 MATLAB简介
• 3.2.2 SIMULINK仿真环境
• 3.2.3 S函数
• 3.3 建立仿真模块
• 3.3.1 阶段1仿真模块
• 3.3.2 阶段2仿真模块
• 3.3.3 仿真设置
• 3.4 本章小结
• 第4章 仿真计算结果及分析
• 4.1 概述
• 4.2 仿真计算结果及分析
• 4.2.1 冷却器瞬态换热性能分析
• 4.2.2 不同结构冷却器的换热性能分析
• 4.2.3 不同工况下冷却器的换热性能分析
• 4.2.4 冷却器压降分析
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢