糧食干燥作業中多用到列管式換水器，這種換水器結構簡單、制造容易、檢修方便。為此，通過Solidworks軟件建模，用插件Solidworks flow simulation 模擬批式循環糧食干燥機換熱器中煙氣和空氣的三維流場，對換熱器的流場分析和數值分析進行了有意義的探索，為換熱器的優化設計提供了有價值的參考。

　　引言

　　目前，糧食干燥作業中多用列管式換熱器，這種換熱器結構簡單、制造容易、檢修方便。干燥行業中換熱器的熱介質是燒無煙煤或其他燃料產生的高溫煙道氣。高溫煙氣在管內流動，冷空氣介質在管外沖刷管子流動。數值模擬是換熱器研究的一種重要手段。采用數值模擬方法可以對不同換熱器的流場、溫度場以及壓力場等進行研究，能夠詳盡地預測各種因素對流場和傳熱過程的影響，有利于換熱器綜合性能的提高和新型換熱結構的開發。

　　選擇一款簡單易學的數值模擬軟件十分重要。三維實體建模已是產品設計的主流，在眾多三維CAD 軟件( 如Catia，Pro/E，I - DEAS，UG 等) 中， Solidworks軟件具有獨特優勢，換熱器的三維結構即采用的Solidworks 的設計功能實現。目前，市面上有很多CFD 軟件，其中有Solidworks 公司近年推出Solidworks Flow Simulation，該插件是第一種完全內置于SolidWorks 軟件中的液流仿真和熱分析程序，易用性

　　首屈一指。使用該插件在Solidworks 軟件強大的三維建模下，無需轉換直接進行流體分析，節省了時間和成本。本文使用Solidworks Flow Simulation 對小型批式循環糧食烘干機的換熱器進行仿真分析，分析了該換熱器在換熱時冷熱介質在換熱器內的流動速度、溫度、壓力以及流動軌跡的流場分布，為換熱器的優化設計得到了有參考價值的結論。

1、模型建立

　　根據該小型批式循環糧食烘干機的設計要求，使用Solidworks 軟件建立換熱器的三維模型如圖1 所示。換熱器的內部結構截面如圖2 所示。換熱器的主要幾何參數和幾何特征如表1 所示。

1. 冷空氣入口2. 回轉室3. 熱空氣出口4. 煙氣出口5. 煙氣入口

圖1 換熱器的三維模型

圖2 換熱器的內部結構截面圖

表1 換熱器的主要幾何參數和幾何特征

　　由圖1 和圖2 可見，換熱管采用正三角形排列，熱介質從煙氣入口進入依次通過各層換熱管，在回轉室里轉向后進入下一管程4 次回程加熱冷介質。

4、結論

　　1) 說明了Solidworks Flow Simulation 可以極大的提高流體仿真的分析效率，很快地模擬出列管換熱器各流體介質的壓力、速度、溫度和流動軌跡等分布。

　　2) 由圖3 可知煙氣的溫度從800℃降到了400℃左右，空氣從20℃ 升到了100℃ 左右，煙氣溫度還很高，應適當增加換熱管數量，提高換熱器效率。

　　3) 圖3、圖5、圖6 共設置了100 條流動軌跡線，清楚地模擬出了煙氣和空氣在換熱器內的流動軌跡。

　　4) 從圖8 可以看出煙氣在換熱管溫度隨著距固定板的的距離基本呈線性降低。

　　5) 本文以solidworks 軟件建模用插件Solidworks Flow Simulation 仿真，模擬了流體介質的三維流場，對換熱器的流場分析和數值分析進行了有益的探索。