第１９卷第３期２０１２年６月工程设计学报ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｓｉｇｎＶｏｌ．１９Ｎｏ．３Ｊｕｎ．２０１２ＤＯＩ：１０．３７８５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－７５４Ｘ．２０１２．０３．０１１收稿日期：２０１１－１１－２２．作者简介：王文斌（１９８６—），男，江西南昌人，硕士生，从事机械设计和温度控制等研究，Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｗｅｎｂｉｎ．５１９＠１６３．ｃｏｍ．通信联系人：沈振军，副研究员，硕士生导师，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｊｓｈｅｎ＠ｓｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．换热器热传递的有限元分析王文斌，沈振军（上海大学精密机械工程系，上海２０００７２）摘要：换热器的设计涉及许多因素，而热传递能力是检验换热器结构设计成功与否的重要标准．从理论上难以准确计算出换热器的传热效率，所以提出利用ＡＮＳＹＳ有限元分析软件来研究换热器的热交换过程．剖析系统的热传递原理，对换热器进行优化建模，加载热载荷，并得到换热器的温度场分布；由分析结果可以看出换热器能够满足系统要求，使系统重新达到热平衡．换热器的换热性能得以肯定，继而说明了换热器的结构设计是可行的，并为后一步的优化设计奠定了基础．关键词：换热器；有限元；对流换热系数；热流密度中图分类号：ＴＢ１１５．２５文献标志码：Ａ文章编号：１００６－７５４Ｘ（２０１２）０３－０２１３－０４ＦｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｏｆｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｓｔｈｅｒｍａｌｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＷＡＮＧＷｅｎ－ｂｉｎ，ＳＨＥＮＺｈｅｎ－ｊｕｎ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｒｅｃｉｓｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００７２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｉｎｖｏｌｖｅｓｍａｎｙｆａｃｔｏｒｓ，ａｎｄｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒａｂｉｌｉｔｙｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｔｈｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎ．Ｉｔｗａｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｓｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒａｂｉｌｉｔｙａｃｃｕｒａｔｅｌｙｉｎｔｈｅｏｒｙ，ｓｏＡＮＳＹＳｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅｗａｓｕｓｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｔｈｅｏｒｙｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅｈｅａｔｅｘ－ｃｈａｎｇｅｒｗａｓｍｏｄｅｌｅｄ，ｔｈｅｒｍａｌｌｏａｄｉｎｇｗａｓｌｏａｄｅｄ，ａｎｄｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｈｅａｔｅｘ－ｃｈａｎｇｅｒｗａｓｇｏｔ；ｉｔｉｓｓｈｏｗｎｂｙｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｔｈａｔｔｈｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｃａｎｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｓｙｓｔｅｍｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎｒｅａｃｈｔｈｅｒｍａｌｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍａｇａｉｎ；ｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｉｓｃｏｎｆｉｒｍｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｄｅｓｉｇｎｉｓｆｅａｓｉｂｌｅ，ａｎｄａｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｉｓｌａｉｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ；ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ；ｈｅａｔｆｌｕｘ换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器．换热器是化工、石油、动力、食品及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位．换热器种类很多，根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类，即间壁式、混合式和蓄热式．换热器的设计包括热分析，尺寸、质量、结构强度、压降和成本的设计及...
