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换热器作为热量交换必不可少的设备,在工业生产过程以及人们的日常生活中起着非常重要的作用。提高换热器的换热效率、研发新型高效的换热设备对能源利用率的提升有着极其重要的意义。蜂窝板换热器作为一种新型高效的板式换热器,兼有管壳式和普通板式换热器的优点,在国外众多领域已得到了广泛的应用。针对目前国内对蜂窝板换热器的研究较少,进口成本高昂的现状,本文以数值模拟的方法对蜂窝板换热器内部的流动传热特性进行研究,对降低国内蜂窝板的生产成本、扩大其应用范围以及节约我国的能源有重大的意义。目前,蜂窝板换热器比较常用的有两种类型,分别是单面鼓泡式蜂窝板和双面鼓泡式蜂窝板(这里统称为蜂窝板)。本文通过建立蜂窝板换热器内部流动传热的物理数学模型,运用数值模拟的方法,探讨了蜂窝板焊点直径、蜂窝大小、板间距、焊点间距以及雷诺数对传热性能、阻力性能以及蜂窝板综合换热性能的影响,并从场协同的角度分析了蜂窝板强化换热的机理。得到的主要结论如下:1.较平行平板通道而言,蜂窝板能够增强板内流体的扰动程度,在强化传热的同时,阻力增大并不明显,综合换热性能较好;研究发现,单面鼓泡式蜂窝板和双面鼓泡式蜂窝板内部流动传热的规律具有一致性,蜂窝板强化换热的原因是其内部温度场与速度场之间的夹角较小,协同性较好。2.流体在焊点周围的换热系数较高,并且焊点前部的换热系数要明显大于焊点后部的换热系数;当焊点增大时,扰动增强,强化换热的同时带来了更大的流动阻力,使得综合换热性能下降。3.增大蜂窝半径能够增大流体换热的面积,此时壁面传热系数和流动阻力都有所增加,但换热系数增大的幅度更大,综合换热性随着蜂窝半径的增大而增大。4.在低雷诺数区域,增大板间距能够获得更好的综合传热性能;在高雷诺数区域,采用较小的板间距则能够获得更好的综合传热性能。5.当焊点间距增大时,流体阻力和换热系数同时减小,综合换热能力随着焊点间距的增大而增大。6.在相同的几何尺寸下,当Re>3800时,双面鼓泡型蜂窝板的综合换热性能要高于单面鼓泡型蜂窝板;反之,当Re<3800时,单面鼓泡式蜂窝板的综合换热性能则优于双面鼓泡型蜂窝板。