重力热管换热器的设计及数值模拟分析

为了对烟气进行余热回收,提高能源利用率,结合当前重力热管换热器的设计技术,采用整体设计法,设计了余热回收量为5 000 kg/h的热管换热器装置。基于热管换热器的工作原理,设计了常温热管换热器余热回收装置,其中包括热管工质与管材的选择、管外扩展面积的选择、换热器结构的设计、传热能力和传热阻力的计算等。采用FLUENT软件对热管换热器内的流场进行数值模拟,并将模拟结果与相关实验结果进行对比分析。模拟结果显示,在热管的背风侧贴近管壁处热流体流速较小,部分热流体逆流,出现回流区。另外,热管背风侧回流区的热流体温度比其它区域流体的温度低;流体流动的压降也会随管间距增大而减小,为重力热管换热器的结构优化提供理论基础。