LNG汽车冷能回收低温套管换热器传热特性的研究

摘要

液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）作为车用燃料在使用过程中会气化成气体，并释放出大量的冷能。如果这部分冷能被回收，利用于汽车空调系统，将很大程度地节约能源。冷能回收系统最为关键的设备是换热器，需要对换热器进行大量的理论计算和数值模拟，对换热器进行优化设计，从而确保换热器的强化传热和节能效果。 基于国内外LNG汽车冷能回收技术的研究现状，采用了螺旋套管换热器作为LNG汽车冷能回收空调系统的关键换热元件。运用数值模拟的方法，对几种不同截面形状、不同几何结构的螺旋套管换热器的传热特性进行了研究。具体研究内容如下： 第一，借助数值计算软件Fluent的平台优势和理论基础搭建模式，对换热器内部的流动与热交换过程的理论依据进行详细的阐述。对已有参考文献中液氮与LNG的换热实验工况，进行了数值模拟。数值模拟结果与实验结果对比，吻合良好，验证了所采用数值计算方法的可行性。 第二，对不同截面形状的LNG汽车冷能回收螺旋套管换热器进行了数值模拟，获得了相应的压力场、温度场和对流传热系数分布，确定了圆形截面换热器的流场特性和换热效果最佳，为后续螺旋套管换热器的结构选型和数值计算打下了基础。 第三，计算了加热流体速度对LNG汽车冷能回收螺旋套管换热器内流体流动和换热的影响，分别对不同螺旋中径、不同螺旋节距的螺旋套管换热器进行了数值计算，获得了螺旋套管换热器内的流动和传热特性，将为换热器的优化设计提供理论依据。 本文主要运用了数值模拟的计算方法，确定了LNG汽车冷能回收螺旋套管换热器的基础结构，对不同结构形式的螺旋套管换热器进行了数值计算，得到了换热器内流体流动和传热的特性，为LNG汽车冷能回收螺旋套管换热器的优化设计提供了参考和借鉴。

目录

张佳丽

LNG汽车冷能回收低温套管换热器传热特性的研究--最终版.pdf

第一章 绪 论

第二章 LNG汽车换热器传热理论基础

第三章 冷能回收螺旋套管换热器基础结构的确定及数值模拟

致 谢