研究生姓名：谢斌
论文题目：管式换热器的动态特性研究
论文摘要：管式换热器是工业上常用的余热回收装置，在实际运行中，其各种条件不会一成不变，时刻处于不稳定的状态。如何控制换热器运行在最佳工况，对于新设计的换热器，如何得到其动态特性参数以帮助设计自动控制系统，都需要对换热器的动态特性进行研究。本文将以常用的三种管式换热器为主要对象，采用模块化建模的方法，研究其集总参数建模方法并设计MATLAB/Simulink通用程序。围绕这个目标，本文开展了如下工作：
    1) 以单根叉流换热管为基础模块，建立了动态控制方程，提出了对于典型工况下的单根换热管动态建模必须分段处理，每段长度不得超过1米，每段内可认为被加热介质温度线性分布，吸热均匀。
    2) 使用通用CFD软件Fluent求取换热器的静态工作点，结合理论计算验证了其结果可靠。使用MATLAB/Simulink软件建立了动态控制方程的求解模型，其扰动实验结果通过Fluent软件验证可靠。
    3) 以单根叉流换热管的MATLAB/Simulink求解模型为基础模块，以等效换热管的方式，通过不同的串并联方式分别建立了工业上常用的多组二行程逆叉流换热器、单组四行程逆叉流换热器、单组四行程叉流换热器的动态仿真模型，使用Fluent软件求取其静态工作点，并验证结果，通过扰动实验，分别得出其动态特性参数和传递函数。
    4) 对比三种形式换热器的动态特性参数，分析其动态特性的优劣。以增加空气出口温度对扰动的自衡度为准，对换热器的设计提出以下建议：○1要增加对流量扰动的自衡度，需增加流道，即空气增加每组管束的数量，烟气增加迎风面的管束数量；○2要增加对自身入口温度扰动的影响，需增加流程，即增加管长或增加行程数。