[發明專利]一種基于水重力熱管的煙氣換熱器的優化設計方法

有效

• 申請號: 201610067102.4
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105550481B
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 張建軍;朱德明;馮自平
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T17/00;G06T19/20
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 莫瑤江

1.一種基于水重力熱管的煙氣換熱器的優化設計方法，其特征在于，包括步驟：

建立煙道和水重力熱管的三維幾何模型；

對煙道和水重力熱管的三維幾何模型進行網格劃分；

在Fluent軟件中，選擇計算模型模擬水重力熱管內水的蒸發冷凝相變傳熱過程，并設置邊界條件，輸出圖形數據，得到煙道和水重力熱管的三維幾何模型的溫度分布圖和水重力熱管三維幾何模型內水的相變云圖；

根據所述溫度分布圖和所述相變云圖所反映的煙氣換熱性能，調整水重力熱管的三維幾何模型的尺寸，并利用Fluent軟件重新獲取所述溫度分布圖和所述相變云圖，直至煙氣換熱性能達到最優結果；

所述計算模型選擇k-ε湍流模型、非穩態求解器和VOF多相流模型；

所述邊界條件包括：采用速度入口邊界，煙氣流速4m/s，溫度200℃，操作壓力為0，環境溫度為0，初始化熱管內水的體積分數為20％。

2.根據權利要求1所述的基于水重力熱管的煙氣換熱器的優化設計方法，其特征在于，

采用Solidworks軟件建立煙道和水重力熱管的三維幾何模型，并將三維幾何模型中水重力熱管的初始尺寸設置成：管長1100mm，管壁3mm，管徑26mm，翅片外徑62mm，翅片厚度2mm，翅片間距8mm，翅片總長700mm；參照實際煙道的尺寸設置三維幾何模型中煙道的尺寸：橫截面1100*800mm，長度2000mm。

3.根據權利要求1或2所述的基于水重力熱管的煙氣換熱器的優化設計方法，其特征在于，

采用ICEM軟件對煙道和水重力熱管的三維幾何模型進行網格劃分；

在進行網格劃分的過程中，采用非結構化網格，將三維幾何模型分為三個區，水重力熱管的內腔為一個區，管壁及翅片為一個區，煙道為一個區，并在邊角區域采用三角形網格元素，其他區域采用四邊形網格元素。