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換熱器是在兩種或兩種以上不同溫度的流體之間進行熱量交換的裝置。換熱器的應用范圍廣，尺寸差別較大。例如：鍋爐（HVAC，發電廠）、冷凝器（家用冰箱，HVAC，發電廠…）、蒸發器（家用冰箱，HVAC，發電…)、熱管(醫療設備，電子冷卻…）和廢棄再循環冷卻器（EGR)（汽車)等。

目錄

定義和應用

換熱器的種類

使用換熱器面臨的巨大挑戰

換熱器的分析與設計過程：流體的熱分析

分析方法

仿真對換熱器設計和開發的量化影響

換熱器設計難點與方案

預測換熱器結垢

換熱器設計和開發的最佳實踐

  1. 擴散器形狀優化

   1.1 工程挑戰

   1.2 仿真復雜性

   1.3 Ansys應對挑戰的關鍵功能

   1.4 入口擴散器的形狀優化研究案例

  2. 導管螺紋形狀優化

   2.1 工程挑戰

   2.2 仿真復雜性

   2.3 Ansys應對挑戰的關鍵功能

   2.4 波紋管

   2.5 嚙合波紋管

  3. 共軛傳熱（CHT）

   3.1 工程挑戰

   3.2 仿真復雜性

   3.3 Ansys應對挑戰的關鍵功能

  3.4 Ansys Workbench Meshing 針對CHT繪制網格

  4. 冷熱循環熱機疲勞

   4.1 工程挑戰

   4.2 仿真復雜性

   4.3 Ansys應對挑戰的關鍵功能

  5. 蒸發和冷凝

   5.1 工程挑戰

   5.2 Ansys應對挑戰的關鍵功能

   5.3 Semi-Mechanistic沸騰模型

   5.4 蒸發和冷凝案例研究

  6. 系統耦合能力（0D，1D，3D耦合）

   6.1 工程挑戰

   6.2 Ansys應對挑戰的關鍵功能

   6.3 換熱器庫

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使用換熱器面臨的巨大挑戰

－ 優化熱交換

－ 提升性能

－ 減少損害

－ 做出更好的材料選擇

－ 承受異常/惡劣的條件

換熱器的分析與設計過程：流體的熱分析

（1）分析和設計：

－ 計算/設計 熱/冷 出口的溫度

－ 計算/設計 熱/冷 質量流速

－ 計算/設計 熱/冷 傳熱面積

（2）優化：

－ 傳熱速率最大

－ 壓降最小

－ 減少溫度的分層（增加均勻性）

－ 形狀優化改善流動的均勻性

－ 成本效率

分析方法

（1）降階的換熱器模型

－ 更關注于換熱器對系統影響而不是本身換熱器的設計

－ 換熱器尺度變化差異大，完全對換熱器進行高精度的模擬不符合實際

－ 需要根據實驗或者經驗關聯式定義一些輸入參數

－ 只能用于某些經典的換熱器

（2）詳細的CFD分析

－ 能應用于任何一種換熱器（不同幾何、構型）

－ 能夠從模擬中獲得更多細節信息

－ 能應用于換熱器本身的設計于優化

－ 能采用較大的網格（因為換熱器本身的特性能夠被網格解析）

－ 更加高級的物理模型

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