ANSYS与FLUENT联合模拟：管壳式换热器的流热结构分析

"本文主要探讨了如何利用ANSYS和FLUENT进行管壳式换热器的整体分析，包括流体力学、传热性能以及结构性能的计算与评估。管壳式换热器因其复杂的结构和流道，使得精确计算其性能具有一定的挑战。通常，这种分析需要进行流固耦合模拟，特别是当涉及到流体流动、传热和结构性能的综合分析时，难度更大。在现有文献中，关于管壳式换热器的温度场研究多集中在管板的温度场和温差应力对结构强度的影响，这些研究往往基于简化的模型和手册数据，而非严格的流体力学和传热计算。 本文采用了一种新的方法，首先使用FLUENT软件进行流体流动和传热的数值模拟，模拟结果作为ANSYS中的边界条件，用于重建温度场，进而进行热分析和结构分析。通过FLUENT和ANSYS的联合仿真，可以实现更精确的工艺性能和结构性能的集成分析，提高了计算的准确性。具体来说，该研究建立了一个固定管板式换热器的温度场数值计算模型，考虑了管程中饱和水蒸汽和壳程中自来水的工作条件。模型采用分段模拟，以获取关键部位的壁温分布。 在CFD数值模拟部分，研究中的换热器在正常工作状态下，管程中的蒸汽温度设定为110℃，壳程中的自来水进口速度设定为0.3m/s。通过FLUENT模拟，能够得到各个构件的壁温场，这些数据对于理解换热器内部的热量传递和流动特性至关重要，也为后续的结构分析提供了基础。该研究提供了一种有效的工具和方法，有助于优化管壳式换热器的设计，提高其效率，并减少潜在的结构问题。"