PAGEPAGE22板翅式換熱器設(shè)計摘要社會的快速發(fā)展離不開能源的支持，現(xiàn)代社會面臨著能源短缺的問題。為了解決能源短缺的問題，很多國家都在使用各種方法節(jié)約能源。我國在解決能源短缺的問題上已經(jīng)取得了一定的成效，但是節(jié)約能源是一件長期的事，我們需要通過各種途徑長時間的節(jié)約能源。板翅式換熱器的換熱效率較高，經(jīng)過合理進行數(shù)學計算和軟件虛擬仿真，可以大大提升它的換熱能力，這對于能源節(jié)約有一定的現(xiàn)實意義。本文在對板翅式換熱器介紹的基礎(chǔ)上對其設(shè)計方面做了詳細的數(shù)學運算，在數(shù)值模擬方面主要應(yīng)用了Fluent軟件和Gambit軟件，經(jīng)過數(shù)學運算和仿真模擬對不合理的地方做了優(yōu)化設(shè)計。在設(shè)計計算過程中，查閱了大量的相關(guān)資料，對板翅式換熱器的基本結(jié)構(gòu)和性能有了深入的認識。經(jīng)過對板翅式換熱器的軟件仿真，在軟件上清晰的理解了它的換熱原理和性能。最后，經(jīng)過數(shù)值模擬計算優(yōu)化了換熱方式。在研究中發(fā)現(xiàn)翅片的高度對換熱性能有很大影響。通過研究發(fā)現(xiàn)，在一定的范圍內(nèi)合理的提高流體的流速和適當?shù)脑黾映崞母叨瓤梢詢?yōu)化板翅式換熱器。由于本文提出了適當?shù)膬?yōu)化板翅式換熱器的方法，因此可以提高板翅式換熱器的換熱性能，進而節(jié)約一定的能源。板翅式換熱器被應(yīng)用在生活中的方方面面，通過本文提出的優(yōu)化方法，板翅式換熱器將會給我們提供更多的方便。關(guān)鍵詞：板翅式換熱器；設(shè)計計算；換熱性能

目錄摘要 3目錄 41緒論 61.1課題研究的背景和意義 61.2板翅式換熱器的概述 61.3板翅式換熱器的國內(nèi)外研究 71.4本文的主要工作 82板翅式換熱器設(shè)計計算 92.1技術(shù)參數(shù) 92.2技術(shù)要求 92.3設(shè)計思路 92.4確定65#冷卻液與燃油的層數(shù) 92.5計算當量直徑de 102.6計算流通面積Ff 102.7計算主傳熱面積FZU 102.8計算有效傳熱面積FL 102.9計算總有效傳熱面積Fe 112.1065#冷卻液和燃油的物性參數(shù) 112.11計算質(zhì)量流速ω 112.12計算雷諾數(shù)Re 112.13計算水當量W 112.14計算65#冷卻液與燃油的出口溫度 123Gambit軟件介紹 133.1Gambit的特點及功能 133.2Gambit的基本界面 133.3Gambit中鼠標的使用 143.4Gambit的三維建模 143.5Gambit的三維網(wǎng)格劃分 143.6利用Gambit建立網(wǎng)格的一般操作步驟 153.7利用Gambit軟件的好處 154Fluent軟件介紹 164.1Fluent的主要特點 164.2Fluent的圖形控制及鼠標使用 164.3Fluent中邊界條件的分類 164.4Fluent計算流程 174.5Fluent軟件的求解思路 174.6利用Fluent軟件的好處 185板翅式換熱器的優(yōu)化 195.1板翅式換熱器的優(yōu)化思路 195.2板翅式換熱器的優(yōu)化過程 195.3優(yōu)化板翅式換熱器的一些其他方法 215.4板翅式換熱器的優(yōu)化的意義 226總結(jié)和展望 236.1總結(jié) 236.2展望 23致謝 24參考文獻 25

1緒論1.1課題研究的背景和意義社會的快速發(fā)展，離不開能源的支持。正如我們所了解的，現(xiàn)代社會面臨著能源短缺的問題。雖然我國的能源總量比較多，但是由于我國的人口比較多，使得我國每個人的能源占有量比較少。近年來由于國家提倡節(jié)能減排，使得能源短缺的問題得到了有效的緩解，但是還沒有徹底解決能源短缺的問題。緩解能源短缺的問題有很多種方法，其中一種就是提高能源的使用效率。在日常生活中板翅式換熱器得到了廣泛的應(yīng)用，人民的生活因為它而得到了一定的便利。如果能夠認真的對板翅式換熱器進行研究，并在此基礎(chǔ)上提高板翅式換熱器的換熱效率，那么將會節(jié)約很多的能源，這對解決能源短缺的問題是很有幫助的。本文對板翅式換熱器進行設(shè)計計算，并在Gambit軟件和Fluent軟件的幫助下對板翅式換熱器進行數(shù)值模擬，然后采用適當?shù)姆椒▋?yōu)化板翅式換熱器。本文希望通過合理的方法來優(yōu)化板翅式換熱器，從而來提高能源的使用效率，進而為解決能源短缺的問題提供幫助。如果本文能夠取得一定性的進展，那么將會對解決能源短缺的問題作出很大的貢獻。1.2板翅式換熱器的概述圖1-1單層板翅式換熱器基本組成圖如圖1-1所示，兩塊平板中間放置翅片，用側(cè)條將兩側(cè)密封，這樣就構(gòu)成了一個單元，把許多這樣的單元進行重疊，組成一個換熱部件，我們把這種部件稱為板翅式換熱器。翅片是板翅式換熱器中最基礎(chǔ)的部件,翅片的傳熱量最大。生活中經(jīng)常用的翅片分為許多種類,各種翅片的基本作用相同,但具體的結(jié)構(gòu)又不完全相同。翅片在傳熱中起著十分重要的作用,選擇好翅片的種類對板翅式換熱器是十分重要的。翅片的生產(chǎn)需要特定的條件,控制好生產(chǎn)的條件,才能制造出合格的翅片。良好的翅片能夠提高板翅式換熱器的換熱性能，所以選擇翅片是很關(guān)鍵的步驟。板翅式換熱器有許多種類的翅片，根據(jù)具體的條件選擇合適的翅片是很有意義的。板翅式換熱器的流道布置通常有錯流、逆流和順流等形式。板翅式換熱器傳熱原理是換熱器中的傳熱過程通過翅片的熱傳導以及翅片與流體之間的對流換熱來完成的。板翅式換熱器的優(yōu)點如下所示：（1）較高的傳熱效率。翅片的結(jié)構(gòu)有些特別,這樣使得流體在流動時流動的比較劇烈,進而可以使傳熱邊界層變得比較薄,從而減小傳熱的熱阻,這樣使得板翅式換熱器具有比較高的傳熱效率。（2）結(jié)構(gòu)緊湊。板翅式換熱器具有較大的比表面積,結(jié)構(gòu)之間連接緊密,結(jié)構(gòu)緊湊。（3）重量輕。板翅式換熱器基本上是用鋁合金制成的,而且整體的尺寸比較小,因此整體的重量比較輕。（4）堅固的結(jié)構(gòu)。由于板翅式換熱器在制造時采用了比較好的處理技術(shù),因此形成了比較堅固的結(jié)構(gòu),即使是在高壓條件下,板翅式換熱器依然可以好好的工作。（5）適用性強。板翅式換熱器可以在很多場合使用,對于一般的情況都能正常的發(fā)揮作用,適用于多種換熱條件。板翅式換熱器的缺點如下所示：(1)容易造成堵塞。板翅式換熱器內(nèi)部的通道一般比較狹小,當有污濁物流過時,流道內(nèi)就會發(fā)生堵塞。因此在使用板翅式換熱器之前,應(yīng)當對其進行仔細的清潔。(2)很難抵抗腐蝕。由于板翅式換熱器自身的材料基本上是鋁合金,鋁合金很難抵抗腐蝕,所以板翅式換熱器整體難以抵抗腐蝕。(3)清洗比較困難。由于板翅式換熱器自身的結(jié)構(gòu)比較緊密,所以想要清洗板翅式換熱器時,很難進行細致的清洗。現(xiàn)階段空分設(shè)備中絕大多數(shù)的換熱器都已板翅式換熱器作為換熱部件，原因是它重量較輕、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊，正因為這些有點使得它的市場占有率較高，但是在有些場合時不適宜用板翅式換熱器的，比如在壓力較高的工況下就不適合用這種換熱器，因為它只能承受較小的壓力，這種情況下只能使用其他的換熱器作為代替。板翅式換熱器在石油化工行業(yè)中也有廣泛應(yīng)用，比如天然氣液化和分離裝置、合成氨裝置、乙烯裝置等。板翅式換熱器被應(yīng)用在生活中的很多方面，它給人們提供了很多方便。隨著社會的不斷發(fā)展，板翅式換熱器在生活中占據(jù)著越來越重要的地位，合理的利用好板翅式換熱器，將會給我們帶來很多的便利。1.3板翅式換熱器的國內(nèi)外研究國內(nèi)方面:我國從很早之前就開始研究板翅式換熱器,而且已經(jīng)取得了一定的成績,現(xiàn)今我國有很多學者在進行板翅式換熱器的研究。在國內(nèi),很多行業(yè)都在利用板翅式換熱器,而且獲得了很大的便利。一些學者通過專業(yè)的軟件對板翅式換熱器進行深入的研究,得到了一些重要結(jié)論。國內(nèi)的很多專家都在研究板翅式換熱器，他們或多或少的取得了一定的研究成果。國內(nèi)人員對板翅式換熱器的研究熱情在逐漸提高，越來越多的人開始投入到研究板翅式換熱器的行列中，板翅式換熱器的前途一片光明。國外方面:國外有很多學者在研究板翅式換熱器,而且擁有一些獨到的收獲。國外學者中有人對板翅式換熱器的換熱原理進行分析,然后使用合適的方法,建立了板翅式換熱器合理的模型,并成功的獲得了一定的收獲。還有的國外學者用專業(yè)的技術(shù)對板翅式換熱器的部分換熱進行了研究。國外很多的研究人員在不斷的探索優(yōu)化板翅式換熱器的方法，他們在研究的過程中不斷的加深了對板翅式換熱器的認識。1.4本文的主要工作對板翅式換熱器換熱原理進行分析后，根據(jù)所給數(shù)據(jù)完成設(shè)計計算。參考以往對板翅式換熱器的研究，用Fluent的前處理軟件Gambit簡化耦合傳熱單元模型。學習掌握Fluent后，利用Fluent模擬板翅式換熱器流動特性和換熱性能，并在此基礎(chǔ)上優(yōu)化換熱器。

2板翅式換熱器設(shè)計計算注：在以下的設(shè)計計算中，將與65#冷卻液相關(guān)的物理量用下角標1表示，將與燃油相關(guān)的物理量用下角標2表示。2.1技術(shù)參數(shù)65#冷卻液：t1燃油：t22.2技術(shù)要求65#冷卻液出口溫度為低于45℃時，滿足要求。2.3設(shè)計思路根據(jù)設(shè)計要求，假定板翅式換熱器的芯體的尺寸，然后用算出的結(jié)果檢驗假定尺寸的正確性。根據(jù)已知的條件，將板翅式換熱器的流路型式確定為逆流。初步假定板翅式換熱器的芯體的尺寸為220mm×300mm×198mm（L'×W2.4確定65#冷卻液與燃油的層數(shù) 對65#冷卻液與燃油均采用鋸齒翅片，翅片的尺寸參數(shù)見表1。表1翅片的尺寸參數(shù)節(jié)距b(mm)高度h(mm)離散長度l(mm)厚度δ(mm)65#冷卻液側(cè)1.4330.2燃油側(cè)3330.2為充分利用系統(tǒng)條件，板翅式換熱器的芯體的結(jié)構(gòu)設(shè)計為最外層為燃油層（即燃油層數(shù)N2要比65#冷卻液層數(shù)N1多一層）。由于板翅式換熱器的芯體的工作壓力不高，取隔板厚度為δgb=0.5mm，取側(cè)板厚度為δcb=3mm。由板翅式換熱器的芯體的結(jié)構(gòu)可列下式：2δcb+h2N2+h1N1+（N1+N2-1）×δgb=198代入數(shù)據(jù)得：6+3N2+3N1+(N1+N2-1)×0.5=198可得：N1=27，N2=28即65#冷卻液的層數(shù)為27，燃油的層數(shù)為28。2.5計算當量直徑dex yd x y d2.6計算流通面積Ff FF2.7計算主傳熱面積FZUF2.8計算有效傳熱面積FL 假設(shè)ηL1=0.694，則： F 假設(shè)ηL2=0.966，則： F2.9計算總有效傳熱面積Fe F F2.1065#冷卻液和燃油的物性參數(shù)已知的65#冷卻液和燃油的物性參數(shù)見表2。表2已知的65#冷卻液和燃油的物性參數(shù)ρ（kg/m3）Cp（J/(kg.K））（W/(m.K)）（kg/(m.s)）Pr65#冷卻液1070.073201.650.348023.83×10-434.537燃油771.582013.650.115351.01×10-417.132.11計算質(zhì)量流速ω G G ω G ω2.12計算雷諾數(shù)Re Re1 Re22.13計算水當量WW W W W2.14計算65#冷卻液與燃油的出口溫度根據(jù)經(jīng)驗，取η=0.5985。 65#冷卻液的出口溫度t1 t 燃油的出口溫度t2 t 由以上計算可得：65#冷卻液出口溫度為44.26℃（低于45℃），滿足要求，所以以上的設(shè)計計算是正確的，于是板翅式換熱器的芯體的尺寸為：220mm×300mm×198mm（L'

3Gambit軟件介紹3.1Gambit的特點及功能 Gambit是一種先進的軟件,它擁有強大的建立幾何模型的能力,一方面它可以在用戶界面內(nèi)繪制基本的幾何圖形,另一方面它可以從一些系統(tǒng)中導入網(wǎng)格和幾何圖形,Gambit強大的繪圖能力為繪制復雜的圖形提供了很大的方便。利用Gambit可以建立比較精確而又符合實際需要的網(wǎng)格,在生成網(wǎng)格時,可以根據(jù)實際問題的需要設(shè)置合適的網(wǎng)格精度。Gambit軟件具有靈活方便、操作易上手的優(yōu)點。利用Gambit軟件可以繪制出一些常用的網(wǎng)格,通過網(wǎng)格能夠幫助我們分析一些復雜的東西。Gambit中擁有許多內(nèi)置的方便實用的工具，在這些工具的幫助下，我們可以比較輕松的完成網(wǎng)格的建立。利用Gambit繪制網(wǎng)格既靈活又方便，操作熟練的話能夠既準確又快速的完成網(wǎng)格的繪制。Gambit中具有各種方便實用的功能，利用這些功能可以方便的解決各種問題。Gambit軟件可以給我們提供各種形式的網(wǎng)格，對于不同的結(jié)果可以采用不同的網(wǎng)格形式。Gambit強大的網(wǎng)格劃分功能可以幫我們提供比較合適的網(wǎng)格模型，這樣有助于我們解決不同類型的問題。利用Gambit軟件可以不受地點的嚴格限制，只要帶著電腦，就可以在合適的地方進行合理的操作。利用Gambit軟件比較安全，可以避免很多潛在的危險。在Gambit軟件中可以方便的觀察模型的各個角度，這有助于我們?nèi)轿坏牧私饽Ｐ?，進而進行合理的研究。Gambit既方便又實用，解決問題具有說服性。3.2Gambit的基本界面圖3-1Gambit的基本界面如圖3-1所示，Gambit的基本界面可以分成七個部分，分別為菜單欄、視圖、命令面板、命令顯示窗、命令解釋窗、命令輸入窗和視圖控制面板。3.3Gambit中鼠標的使用 在Gambit軟件中,使用鼠標可以完成各種各樣的操作。使用鼠標左鍵可以實現(xiàn)命令的確定,比如利用鼠標左鍵點擊Apply可以實現(xiàn)圖形的生成,利用Shift+鼠標左鍵可以選定圖形,點擊各種命令面板也需要使用鼠標左鍵。使用鼠標的右鍵可以開啟某些選項的隱藏菜單。如果不小心選到了所要選圖形的周圍圖形時,使用鼠標中鍵可以更改圖形的選擇。Gambit軟件中的很大一部分操作都要借助鼠標來完成,靈活的使用好鼠標將會給我們提供很大的方便。3.4Gambit的三維建模使用Gambit中的體操作面板，選擇相應(yīng)的三維模形（如長方體），輸入相關(guān)的參數(shù)，即可生成相應(yīng)的三維圖形。例如，在繪制一個長方體時，輸入相關(guān)的X、Y、Z的參數(shù)，即可生成所需的長方體。對于一些復雜的三維模型，可以使用一些基本的圖形并進行一些相關(guān)的操作組合而成。由不同的三維基本模型像搭積木那樣組合成它的三維模型，布爾運算及Pro/ENGINEER等其他建模的工具在建模過程中使用較為頻繁。3.5Gambit的三維網(wǎng)格劃分三維網(wǎng)格的單元類型有以下3種： （1）Hex：指定網(wǎng)格只包括六面體網(wǎng)格單元。（2）Hex/Wedge：指定網(wǎng)格主要由六面體網(wǎng)格單元構(gòu)成。（3）Tet/Hybrid：指定網(wǎng)格主要由四面體網(wǎng)格組成。3.6利用Gambit建立網(wǎng)格的一般操作步驟首先需要啟動Gambit，進入用戶操作界面。然后建立一個新的File，以便后續(xù)文件的保存。接著根據(jù)自己需要繪制的圖形進行點、線、面、體的繪制，通過一些基本圖形的適當操作繪制出自己需要的圖形。繪制好圖形后，對整個圖形進行適當?shù)那懈睢Ｈ缓笤O(shè)置好流體域和固體域，接著設(shè)置好入口條件、出口條件、壁面條件。設(shè)置好各種條件之后，開始進行網(wǎng)格的生成，首先應(yīng)選擇好適當?shù)木W(wǎng)格精度，然后進行網(wǎng)格的一鍵劃分。網(wǎng)格生成之后，檢查一下網(wǎng)格的質(zhì)量，如果沒有什么問題的話，則說明網(wǎng)格建立成功。網(wǎng)格建立成功之后，保存好文件，然后安全退出Gambit。3.7利用Gambit軟件的好處Gambit軟件是一種先進而又實用的軟件，它為我們研究許多復雜的現(xiàn)象提供了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。利用Gambit軟件可以將一些復雜的實物以幾何圖形的形式生動形象的展示在我們眼前，通過Gambit軟件我們可以方便的研究很多東西。利用Gambit軟件可以方便的建立各種網(wǎng)格模型，然后供后續(xù)研究使用，這種方法省時省力，為我們提供了很多好處。與試驗相比，通過Gambit軟件來研究東西更加靈活，研究東西時不必長期留在試驗室。在研究某些比較危險的東西時，使用Gambit軟件更加安全。在現(xiàn)代社會，很多人都擁有電腦，使用Gambit軟件來研究東西可以讓更多的人加入研究的行列，這樣可以鼓勵更多的人來進行研究。Gambit軟件是一種十分實用的軟件，它可以給我們提供很多的方便。利用Gambit軟件既省時又省力，在Gambit軟件的幫助下，我們可以輕松的完成一些工作。利用Gambit軟件可以幫助我們深入的對一些比較復雜的現(xiàn)象進行研究，這有助于我們合理的對現(xiàn)象進行分析，這對我們的研究是十分有利的。

4Fluent軟件介紹4.1Fluent的主要特點Fluent是一種方便而又實用的軟件。Fluent具有強大的運算能力,能夠在短時間內(nèi)進行大量的計算,而且能夠把計算結(jié)果以圖像的形式生動的展示出來。Fluent具有強大的模擬能力,利用Fluent做模擬可以比較準確的得出研究結(jié)果。Fluent支持很多類型的網(wǎng)格,對于一般的網(wǎng)格,Fluent都能準確的讀取并且做出適當?shù)奶幚?。Fluent擁有多種算法,可以根據(jù)具體的情況選擇最合適的算法。Fluent中含有許多可供用戶使用的物理模型以及數(shù)據(jù),能夠幫助用戶方便快捷的解決問題。Fluent適用于很多流體的研究,對這些流體能夠提供相當精確的模擬。Fluent是一種基于電腦的軟件,擁有電腦的用戶可以靈活的使用Fluent解決相應(yīng)的問題,不用受實驗室的限制。Fluent軟件適用于各種流動形式的研究，它對流體的研究具有很強的普適性。Fluent軟件具有很多方便實用的內(nèi)置功能，在使用時可以根據(jù)自己的具體情況靈活的進行選用。Fluent軟件在進行模擬時可以靈活的改變各種條件，以便于我們尋找到比較合適的條件。Fluent軟件在進行模擬時能夠比較合適的還原所要研究的物體的參數(shù)，這對我們獲得準確的結(jié)果是很有幫助的。4.2Fluent的圖形控制及鼠標使用圖形控制主要是通過菜單display和plot進行顯示內(nèi)容選擇和顯示屬性設(shè)置。例如，要顯示計算結(jié)果的各類云圖（或等值線），能夠通過display/contours進行壓力、速度等物理量的云圖（或等值線）顯示。通過display/options進行圖形窗口的顯示屬性的修改。單擊圖形窗口左上角（或右擊圖形窗口的上框），彈出一對話框，便于用戶復制或打印圖形，及改變圖形窗口的背景或網(wǎng)格顏色。在命令行直接輸入display/set/color命令，然后輸入要改變的顏色的對象名稱（直接按Enter鍵顯示所有的對象名稱）也可以達到修改圖形窗口的背景或網(wǎng)格顏色的目的。鼠標在圖形窗口的功能為：按住左鍵拖動，移動圖形；按住中鍵拖動，縮放圖形；按住右鍵拖動，執(zhí)行用戶預(yù)定義的操作。鼠標按鍵的調(diào)整是通過display/mousebuttons命令完成的。4.3Fluent中邊界條件的分類Fluent中提供的邊界條件類型可大致分為4種：（1）流動的進口和出口邊界條件：包括壓力入口、速度入口、質(zhì)量流量進口、通風口、充分發(fā)展出口、壓力遠場邊界條件、排氣扇。（2）壁面、重復性和奇性軸邊界條件：包括壁面，周期和軸邊界條件。（3）內(nèi)部單元區(qū)域：固體和流體。（4）內(nèi)部面邊界：散熱器、壁面、多孔階躍和內(nèi)部界面邊界條件。4.4Fluent計算流程Fluent計算流程如下：（1）建立網(wǎng)格。（2）運行適當?shù)慕馑闫鳎?D、3D、2DDP、3DDP。（3）輸入網(wǎng)格。（4）檢查網(wǎng)格。（5）選擇解的格式。（6）選擇需要解的基本方程：層流還是湍流（無粘）、化學組分還是化學反應(yīng)、熱傳導模型等。（7）確定所需要的附加模型：風扇、熱交換、多孔介質(zhì)等。（8）指定材料的物理性質(zhì)。（9）指定邊界條件。（10）調(diào)節(jié)解的控制參數(shù)。（11）初始化流場。（12）計算解。（13）檢查結(jié)果。（14）保存結(jié)果。（15）必要的話，細化網(wǎng)格，改變數(shù)值和物理模型。4.5Fluent軟件的求解思路（1）確定計算的目標。確定使用Fluent軟件進行數(shù)值模擬需要得出什么樣的結(jié)果，怎么得出這些結(jié)果，對這些結(jié)果需要設(shè)置什么樣的精度。（2）選擇計算的區(qū)域。對所要進行數(shù)值模擬的整個模型進行抽象概括以及相應(yīng)的簡化處理操作，確定出計算的區(qū)域應(yīng)該包含哪些區(qū)域，在模型的計算的區(qū)域的邊界上應(yīng)該采用什么樣的邊界條件，模型應(yīng)該使用二維處理還是應(yīng)該使用三維處理，哪些結(jié)構(gòu)比較方便用于所要研究的東西。（3）選擇物理模型。因為在Fluent軟件中每一種具體的物理模型都有其相關(guān)的參數(shù)設(shè)置，所以在進行數(shù)值模擬之前，我們應(yīng)該想好使用什么樣的物理模型。（4）確定求解的過程。我們應(yīng)該想好所要研究的對象是不是能夠使用Fluent中帶有的計算公式和計算方法求解，是不是還需要我們提供一些其他的相關(guān)的數(shù)據(jù)，是不是能夠通過改變一些相關(guān)的數(shù)據(jù)的設(shè)置來讓數(shù)值模擬更快的收斂。4.6利用Fluent軟件的好處Fluent軟件是一種實用的軟件，利用Fluent軟件可以靈活方便的研究許多東西。Fluent軟件擁有強大的計算能力和數(shù)值模擬能力，利用Fluent軟件可以快速而又準確的計算出物體的溫度、壓力、速度等參數(shù)。利用Fluent可以研究很多復雜的現(xiàn)象，而且可以得出比較準確的結(jié)果。對于一些比較危險的研究，利用Fluent可以避免一些可能發(fā)生的危險。利用Fluent軟件可以直觀的顯示一些東西的溫度云圖、壓力云圖、速度云圖等，這對我們的分析是很有幫助的。對于一些用試驗方法難以解決的問題，利用Fluent軟件可以比較方便的得出。利用Fluent軟件可以幫助我們解決很多生活中的問題，給我們的生活帶來很多便利。Fluent軟件是一種科學高效的軟件，它具有科學的計算方法和強大的計算能力，利用Fluent軟件可以生動準確的給我們展示物體的性能，幫助我們科學的研究物體。Fluent軟件自帶許多方便實用的模型以及多種常用物體的數(shù)據(jù)，可以讓我們方便的完成物體的數(shù)值模擬，進而讓我們直觀的了解到物體的性能。Fluent軟件是經(jīng)過實踐驗證的具有強力的說服力的軟件，利用Fluent軟件具有可信性，它能為我們提供準確的結(jié)果。Fluent軟件是基于電腦的一種應(yīng)用軟件，它具有比較強的靈活性，可以在任何合適的地點進行使用，同時它的安全性比較高，它可以避免試驗中可能存在的一些危險。Fluent軟件是人們智慧的結(jié)晶，它從被開發(fā)出來到現(xiàn)在，經(jīng)歷了一次又一次的更新和優(yōu)化，它對實際物體的分析越來越具有準確性。在人們的不斷努力以及Fluent軟件的幫助下，人們對許多客觀現(xiàn)象的理解越來越深，F(xiàn)luent軟件對于人們來說可以算是一種必不可少的工具。Fluent軟件具有強力的模擬功能以及普遍適用于生活中的物體的特點，它為我們的研究提供了很多便利。利用Fluent軟件可以幫助我們節(jié)省資源和時間，幫助我們減少計算的時間，促進我們對物體進行科學的研究。在現(xiàn)今社會中，F(xiàn)luent軟件已經(jīng)十分成熟，它足以幫助我們完成一些一般性的研究。利用Fluent軟件既經(jīng)濟又方便，它為我們提供了許多研究的可能性。

5板翅式換熱器的優(yōu)化5.1板翅式換熱器的優(yōu)化思路板翅式換熱器在生活中的應(yīng)用十分廣泛，采用適當?shù)姆椒▽Π宄崾綋Q熱器進行優(yōu)化將會節(jié)約很多能源，因此對板翅式換熱器進行優(yōu)化是很有必要的。對板翅式換熱器進行優(yōu)化可以從流體的速度、翅片的尺寸、翅片的類型等方面考慮。選擇一個優(yōu)化的方向，然后進行參數(shù)的改變，通過不同參數(shù)的對比分析，可以發(fā)現(xiàn)優(yōu)化的方法。本文從流體的速度和翅片的高度進行研究，希望通過多次改變參數(shù)能夠找到合適的優(yōu)化方法。通過上文可知，一共有單層的65#冷卻液流道模型和單層的燃油流道模型兩種模型，為了對兩種模型均進行研究，因此決定從流體的速度方面研究單層的65#冷卻液流道模型、從翅片的高度方面研究單層的燃油流道模型。通過對兩種模型進行合理的研究，進而找出合適的優(yōu)化方法。5.2板翅式換熱器的優(yōu)化過程(1)單層的65#冷卻液流道模型的優(yōu)化過程：上文中的單層的65#冷卻液流道模型的流體的速度為0.03m/s,為了研究流體的速度對板翅式換熱器的影響，取流體的速度為0.08m/s，相應(yīng)的溫度云圖如下圖所示：圖5-1單層的65#冷卻液流道模型的溫度云圖（流體的速度為0.08m/s）通過圖5-3（流體的速度為0.03m/s）與圖6-1（流體的速度為0.08m/s）的對比可以看出：流體的速度為0.08m/s時，流體的換熱更好，流體的整個溫度變化趨勢更加合理，溫度云圖的效果更加合理。這說明在一定的范圍內(nèi)合理的提高流體的速度，可以提高板翅式換熱器的換熱性能，使溫度的變化更加合理，這樣起到了優(yōu)化板翅式換熱器的效果。然后取單層的65#冷卻液流道模型的流體的速度為0.022m/s，相應(yīng)的溫度云圖如下圖所示：圖5-2單層的65#冷卻液流道模型的溫度云圖（流體的速度為0.022m/s）通過圖5-3（流體的速度為0.03m/s）與圖6-2（流體的速度為0.022m/s）的對比可以看出：流體的速度為0.022m/s時，流體的換熱較差，流體的整個溫度云圖的效果較差，這說明在一定的范圍內(nèi)較高的流體的速度可以提供更好的換熱。因此在一定的范圍內(nèi)合理的提高流體的速度可以提高板翅式的換熱性能，這樣可以起到優(yōu)化板翅式換熱器的效果。綜合以上的比較結(jié)果可知：在一定的范圍內(nèi)合理的提高流體的速度，可以起到優(yōu)化板翅式換熱器的作用。（2）單層的燃油流道模型的優(yōu)化過程：上文中的單層的燃油流道模型的翅片的高度為3mm，為了研究翅片的高度對板翅式換熱器的影響，取翅片的高度為3.5mm，相應(yīng)的溫度云圖如下圖所示：圖5-3單層的燃油流道模型的溫度云圖（翅片的高度為3.5mm）通過圖5-6（翅片的高度為3mm）與圖6-3（翅片的高度為3.5mm）的對比可以看出：翅片的高度為3.5mm時，流體的溫度云圖的效果更好，流體的換熱效果更好，這說明在一定的范圍內(nèi)合理的增加翅片的高度可以強化流體的換熱，這樣可以優(yōu)化板翅式換熱器。然后取單層的燃油流道模型的翅片的高度為2.5mm，相應(yīng)的溫度云圖如下圖所示：圖6-4單層的燃油流道模型的溫度云圖（翅片的高度為2.5mm）通過圖5-6（翅片的高度為3mm）與圖6-4（翅片的高度為2.5mm）的對比可以看出：翅片的高度為2.5mm時，流體的換熱效果較差，流體的整個溫度云圖的效果較差，這說明在一定的范圍內(nèi)，較高的翅片能夠提供更好的換熱效果。因此在一定的范圍內(nèi)合理的增加翅片的高度可以優(yōu)化板翅式換熱器。綜合以上的比較結(jié)果可知：在一定的范圍內(nèi)合理的增加翅片的高度可以優(yōu)化板翅式換熱器。5.3優(yōu)化板翅式換熱器的一些其他方法除了以上的方法外，還有一些優(yōu)化板翅式換熱器的其他方法：（1）多島遺傳算法。這是以達爾文的生物進化論為基礎(chǔ)總結(jié)出來的算法，主要利用概率算法，全程注重算法的自動性，不指定規(guī)矩。多島遺傳算法是經(jīng)過遺傳算法的改進得到的，它能夠更好的找到最合適的解。（2）復合形法。復合形法主要是解決有約束非線性優(yōu)化問題的。迭代計算的過程中它是不需要求出函數(shù)導數(shù)的，它對目標函數(shù)與約束函數(shù)的特點不做特別限定，特別適合目標函數(shù)不容易求得顯式導數(shù)的情況。它的原理是創(chuàng)造一個初始復合形，然后處理復合形，找出最差的點，接著根據(jù)適當?shù)姆椒ㄕ页鲆恍┨囟ǖ狞c，利用這些電組成新的復合形，每當改變一次復合形的形狀，就會更加接近最好的點，直到無限接近最好的點。（3）粒子群優(yōu)化算法。粒子群優(yōu)化算法模仿鳥群的行為使群體以最短的時間尋找到最好的解。這種算法比較容易操作，不需要依靠比較多的經(jīng)驗數(shù)據(jù)而且收斂的速度快，但是它也存在容易造成局部最優(yōu)的壞處。5.4板翅式換熱器的優(yōu)化的意義板翅式換熱器被廣泛應(yīng)用在生活中的各個領(lǐng)域，使用板翅式換熱器給我們提供了很多方便?，F(xiàn)代社會和技術(shù)都在不斷發(fā)展，能源的耗用量也越來越多，節(jié)約能源已經(jīng)成為社會的一個主題。如果能夠找到一種合適的方法來優(yōu)化板翅式換熱器，那么將會節(jié)約很多的能源，這對我們來說是十分重要的。板翅式換熱器具有很多的優(yōu)點，人們在生活中普遍要用到板翅式換熱器，如果能夠完成對板翅式換熱器的優(yōu)化，那么將會給人們帶來很多的便利。板翅式換熱器的優(yōu)化思路有很多種，如果能夠?qū)⒏鞣N思路綜合利用起來的話，那么將會產(chǎn)生新的優(yōu)化思路，這樣有利于板翅式換熱器的優(yōu)化的全方位進行。努力進行板翅式換熱器的優(yōu)化，將會給我們帶來意想不到的好處。板翅式換熱器是一種高效而又方便的換熱設(shè)備，它對于我們的生活有著比較重要的促進作用，如果我們能夠利用一些合理的方法對板翅式換熱器進行合理的優(yōu)化，那么它將給我們的生活帶來更多的便利。通過對板翅式換熱器的優(yōu)化，能夠提高板翅式換熱器的換熱效率，進而節(jié)約一定的能源，這對緩解我們的能源短缺的問題是很有幫助的。

6總結(jié)和展望6.1總結(jié)板翅式換熱器擁有結(jié)構(gòu)緊湊的突出優(yōu)點，在化工、制冷、動力、建筑、航空、電子等方面有著廣泛的應(yīng)用，是生活中十分重要的設(shè)備。隨著社會的快速發(fā)展，人們對能源的需