[发明专利]一种基于水重力热管的烟气换热器的优化设计方法

说明书

本发明公开了一种基于水重力热管的烟气换热器的优化设计方法，包括如下步骤：根据实际情况建立模型；利用ICEM软件画好网格；利用Fluent软件进行数值计算并根据计算结果调整水重力热管的尺寸直至换热性能达到最优。本发明的优点是：通过利用流体动力学CFD软件Fluent建立计算流体动力学模型，对水重力热管与烟气换热性能进行数值仿真与分析，节约时间和材料。根据模拟结果，调整水重力热管的设计参数，直到得到一种水重力热管与烟气换热性能优化的方案。

技术领域

本发明涉及烟气余热回收技术领域，具体涉及一种基于水重力热管的烟气换热器的优化设计方法。

背景技术

烟气余热回收系统由换热器、风机、水泵、温度传感器、流量计、管道等组成，其中换热器的设计最为重要。虽然目前正在应用的换热器有很多种，但换热效率最高的当属热管换热器，然而热管换热器的设计并没有统一的标准，设计时需要根据实际工况来调整的参数很多，稍有不慎，则会导致热管的换热效果较差，甚至热管报废等严重后果。

在现有技术中，水重力热管与烟气换热器的设计主要是靠现场经验，这种方法因设计者的经验不同而导致其换热性能有很大的差异，有的甚至无法工作，且需要花费大量的时间和材料去测试，因而这种方法并不利于新产品的开发和应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于水重力热管的烟气换热器的优化设计方法，以提高烟气换热器的换热性能。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种基于水重力热管的烟气换热器的优化设计方法，包括步骤：

建立烟道和水重力热管的三维几何模型；

对烟道和水重力热管的三维几何模型进行网格划分；

在Fluent软件中，选择计算模型模拟水重力热管内水的蒸发冷凝相变传热过程，并设置边界条件，输出图形数据，得到烟道和水重力热管的三维几何模型的温度分布图和水重力热管三维几何模型内水的相变云图；

根据所述温度分布图和所述相变云图所反映的烟气换热性能，调整烟道和水重力热管的三维几何模型的尺寸，并利用Fluent软件重新获取所述温度分布图和所述相变云图，直至烟气换热性能达到最优结果。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明通过利用流体动力学CFD软件Fluent建立计算流体动力学模型，对水重力热管与烟气换热性能进行数值仿真与分析，节约时间和材料。根据模拟结果，调整水重力热管的设计参数，直到得到一种水重力热管与烟气换热性能优化的方案。

附图说明

图1为本发明基于水重力热管的烟气换热器的优化设计方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

一种基于水重力热管的烟气换热器的优化设计方法，如图1所示，包括步骤：

步骤s101、建立烟道和水重力热管的三维几何模型；

步骤s102、对烟道和水重力热管的三维几何模型进行网格划分；

步骤s103、在Fluent软件中，选择计算模型模拟水重力热管内水的蒸发冷凝相变传热过程，并设置边界条件，输出图形数据，得到烟道和水重力热管的三维几何模型的温度分布图和水重力热管三维几何模型内水的相变云图；

步骤s104、根据所述温度分布图和所述相变云图所反映的烟气换热性能，调整烟道和水重力热管的三维几何模型的尺寸，并利用Fluent软件重新获取所述温度分布图和所述相变云图，直至烟气换热性能达到最优结果。