换热管缠绕角参数对管壳式换热器壳程流场的影响

以家用采暖炉具的换热器为研究对象，通过三维建模软件建模，应用CFD数值模拟分析在不同入口流速的工况下，换热管缠绕角度对壳侧流体流动和传热性能的影响。仿真分析结果表明：随着入口流速的增加，壳程流体混合程度更均匀，流体受到的阻力逐渐减小；在换热器高度一定时，相对于直管式换热器，绕管式换热器换热面积更大，换热性能更好。     

LNG绕管式换热器壳侧换热特性研究

绕管式换热器广泛应用于大型陆上天然气液化厂,其换热特性是LNG液化能力的关键因素。通过调研国内外关于绕管式换热器的最新研究进展,对绕管式换热器换热性能进行数值模拟,模拟不同雷诺数工况下绕管式换热器壳侧的流动换热,比较不同入口条件和边界条件下数值模拟,得出了以下结论:低雷诺数时,Re对绕管式换热器的影响较为显著。当Re较大时,Re的作用减弱,并且倾斜工况比竖直工况下换热效果更好;壳侧入口干度越大时,对换热有削弱作用;倾斜工况比竖直工况下换热效果更好。     

Parashel新型板壳式换热器

ＡＰＶ换热设备公司是世界上最早的板式换热器制造商。最近该公司推出了Ｐａｒａｓｈｅｌ板壳式换热。其原理是由一组激光焊接的波级板组放入壳体,代替了原壳管式换热器的换热管。它结合了板式和管式换热器的优点,使其能更广泛地用于传热领域。该换热器最高工作压力为７...     

绕管式换热器壳侧降膜流动和相变传热的数值模拟

为了定量描述绕管式换热器壳侧降膜蒸发特性并进而优化换热器结构,建立了绕管式换热器壳侧降膜蒸发过程流动与传热的数值模型。首先对降膜流动过程中流型变化和传热传质机理进行分析;通过对降膜流动过程液膜所受表面张力、重力和剪切力的计算,实现层状流、柱状流和滴状流等不同流型的模拟;通过管壁面和气液交界面的组分守恒建立降膜蒸发过程的传质子模型,并基于传质速率计算得出潜热传热速率。将数值模拟结果与已有文献中实验数据进行了对比,结果显示89%的模拟数据与实验数据偏差不超过25%;模拟结果与实验数据吻合较好。基于提出的模型,对不同工况下的绕管式换热器壳侧降膜蒸发传热传质规律进行了分析。     

绕管式换热器管板的有限元应力分析与结构优化

绕管式换热器广泛应用于大型天然气液化装置,而管板是绕管式换热器的重要组成部件。由于管板处于管程、壳程交界处且布有密集的孔洞,降低了结构强度,使其成为LNG绕管式换热器的相对薄弱部位。利用Ansys有限元计算软件,对LNG绕管式换热器管板及其相连的管箱、换热器壳体进行整体建模和多工况下的有限元应力分析,并根据JB4732-1995进行强度校核。计算结果显示,换热器壳体对管箱短节部分的应力有较大影响;实例中换热器外壳的拉伸作用导致短节内侧局部薄膜应力过大,超出许用强度。增加短节厚度可以有效提高管箱强度;通过将原短节厚度由45 mm增加到57.5 mm,解决了局部薄膜应力过大的问题。     

引进高压换热器的结构特点

某炼油厂从日本引进的高压加氢裂化换热器,其壳程设计压力20.6MPa,设计温度385℃,管程设计压力18.2MPa,设计温度425℃,操作介质为H_2、H_2S、油气等,属于高温、高压腐蚀场合下使用,其结构采用管箱、壳体做成一体的U形管式换热器结构,与一般U形管式换热器相比具有如下特点。     

缠绕管换热器壳程传热特性的数值研究

绕管式换热器是一种高压高效紧凑式换热器,具有众多优点。但其壳程流动繁杂,目前对其流动和传热依然缺乏完善的研究。本文通过合理的模型简化,对换热器进行传热特性数值模拟,分析绕管式换热器的传热特性。计算结果表明:在其他几何尺寸不变的情况下随着管径的变大,表面对流换热系数逐渐变小;随着径向比的增大,传热系数是逐渐减小的;随着缠绕度的增大,传热系数也会变大,但是变化不大,在尺寸允许的条件下,缠绕度可以适当的增大;在紧凑环境中,如果考虑到换热器尺寸设计,可以减小绕度。     

U形管式换热器纵向隔板密封结构的设计

卧置换热器在壳程介质流量较小的条件下,常在壳程内安装一平行水平面的纵向隔板,即成双壳程结构,以提高换热器效率。GB151-89第3.12条指出:需要抽出管束的换热器,应在隔板的两侧与壳体的间隙处设置二壳程之间的密封结构。生产实践中,需要抽出管束的双壳程换热器一般为U形管式换热器,为此,笔者就该种换热器常采用的两种纵向隔板密封结构加以探讨,以供参考。     

液化天然气绕管式换热器壳侧混合工质流动及传热特性

绕管式换热器壳侧的流动及传热特性对大型液化天然气/浮式液化天然气装备设计和优化具有重要意义。本文建立了两相流动沸腾数值模型以预测壳侧流型、压降及其传热效果。通过耦合VOF模型、相变传质模型和表面张力模型,探究了不同质流密度、干度等因素对壳侧流动传热特性的影响,并通过绕管式换热器流动换热实验平台进行了实验验证,证明了模拟所得规律与实验结果有良好的吻合性。结果表明：压降随干度的增加而增加;传热系数随干度的增加有所减小;壳侧制冷剂在不同干度下主要呈现柱状流、滴状流、气状流等流型。本研究为设计和优化绕管式换热器提供了理论基础。     

熔融盐斜温层混合蓄热单罐系统及其实验研究

经济型的蓄热系统设计对聚焦式太阳能热发电的市场竞争力影响效果非常明显,一个比较有效的方法就是采用斜温层蓄热。在斜温层蓄热单罐设计理念的基础上,提出了一种熔融盐斜温层混合蓄热单罐系统,该单罐的中段为斜温层显热蓄热,上部为高温壳管式相变换热器,下部为低温壳管式相变换热器。斜温层保障高低温熔融盐液在同一单罐内上下隔开,而高、低温壳管式相变换热器既增加了蓄热容量,又简化了熔融盐液的注入和出料结构。初步实验测定了该混合蓄热单罐系统的有效蓄热量,证实了其斜温层在放热与吸热循环运行中能稳定保持,并表明了该系统具有潜在的应用前景。     

管壳式换热器的优化设计

管壳式换热器是广泛应用于各个领域的工业设备，在国民经济中具有非常重要的作用，管壳式换热器的效率问题是设计工作的核心。本文利用优化设计原理，建立了以管壳式换热器优化设计模型。分析了影响年总费用的因素．编制了管壳式换热器优化设计计算机程序。最后给出了一个计算实例说明优化设计程序的作用。     

钛管在换热器中的使用及制造

钛材具有比强度高、耐腐蚀性强、换热效果好的特点,近年来被广泛用于氯碱行业、化工原料行业的压力容器制造。使用钛换热管的换热器比一般使用不锈钢换热管的换热器换热效果高十几倍,而且设备使用寿命长。介绍了钛管换热器的结构特点和主要技术参数、管程主要材料的选择及其制造要点。     

管壳式换热器流体流动与耦合传热的数值模拟

结合化工行业中使用的某型号管壳式换热器的结构图和工艺参数,对换热器的结构进行了合理的简化,利用ANSYS参数化建模方法建立了管壳式换热器的参数化模型。在ANSYS FLUENT14.0数值模拟软件中对换热器的流体流动以及耦合传热进行了数值模拟,得到管程和壳程流体的流速分布、压降情况、温度场变化的细节信息。该工作对于设计传热效率高、流体阻力小的换热器进行了有益探索。     

扭曲椭圆管换热的壳程强化传热特性

通过搭建扭曲椭圆管换热器壳程传热与压降性能测试平台,对扭曲椭圆管换热器壳程传热与压降性能进行了实验测试,以实验数据为基础对前人得到的壳程传热与压降性能计算准则关系式的应用范围进行了分析,同时拟合得到了测试用扭曲椭圆管换热器壳程传热与压降性能计算准则关系式,设计了与测试扭曲椭圆管换热器结构类似的折流板换热器以及折流杆换热器,采用相关计算方法对换热器的传热与压降性能进行了计算和比较,并分析了3台换热器的综合性能,结果显示扭曲椭圆管换热器传热效果好、压降低,具有很好的工业应用前景。     

扭曲椭圆管换热器技术进展及其应用

介绍了扭曲管换热器的结构特点、强化传热机理,总结了关于扭曲管换热器管程以及壳程流场的分析,同时介绍了相关分析方法和研究成果,同时从换热器设计制造的角度,对目前已有的扭曲管换热器管程、壳程传热计算公式进行了总结和分析,在扭曲椭圆管换热器目前研究状况的基础上,介绍了某厂采用扭曲椭圆管凝汽器的运行效果,结果表明:在一定情况下,扭曲管换热器的冷凝换热效果同样优于传统的折流板换热器,具有很好的推广应用前景。     

圆块式石墨换热器在PVC行业的应用

介绍了圆块式石墨换热器的特性及石墨原材料对石墨制化工设备的影响。结合PVC生产工艺阐述了石墨制化工设备在PVC行业的使用情况。通过传热计算,对圆块式与列管式石墨换热器的换热效果进行了对比。     

用于管壳式原油换热器在线清洗小球的性能研究

管壳式原油换热器在石化工业中有广泛应用,在换热器管内结垢会增大热阻,影响换热,经济性变差,因此,需要对换热器进行清洗。研究用于管壳式原油换热器在线清洗的小球,将不同材质和不同形状的9种小球分别放置在240℃原油的高压反应釜内,进行连续搅拌72 h,之后采用数码显微镜进行表观分析以及采用电子万能试验机进行拉伸强度和伸长率测试,结果表明:氟橡胶和氢化丁腈橡胶的实心球均表现出较好的拉伸强度和伸长率,可用于高温原油换热器。     

直管与波节管换热器热应力及阻力特性对比实验研究

为了研究波节管换热器的热应力和阻力特性,对具有相同管长和传热面积的波节管换热器和直管换热器进行了对比实验,分析了不同温差下的轴向应力和不同雷诺数下的管程、壳程的阻力损失。结果发现:与直管换热器相比,波节管换热器具有很好的轴向热补偿性能,在相同的实验条件下,其轴向作用力和轴向热应力均比较小,适合应用于大传热温差场合;波节管换热器的阻力损失高于直管换热器,但在低雷诺数时阻力损失相差不大,且具有较高的传热系数。     

螺旋扭曲管用于燃气轮机进气温度调节换热器的可行性研究

对将螺旋扭曲管用于燃机进气温度调节换热器进行可行性分析，模拟燃机进气加热器实际运行的工况条件进行综合传热性能实验研究，得到了传热与流阻准则关系式；引入综合评价因子概念并与传统钢铝翅片管换热器进行对比发现，螺旋扭曲管换热器是钢铝翅片管换热器的1.31~1.52倍。以某建设项目采用的E级PG9171E型机组为例，对采用螺旋扭曲管和钢铝翅片管的两种进气温度调节换热器进行对比发现：当采用螺旋扭曲管换热器时，在同样换热能力下，换热器风侧阻力增大了14.7%；在同等质量下，换热器换热能力提高9.9%左右。     

插入扰流元件换热管强化换热效果分析

设计了一种新型插入扰流元件管式换热器,并依据相关文献的模拟数据将其与波纹管、光管在不同流速下的管内壁面平均传热系数、换热量、平均Nusselt数以及摩擦阻力的变化特性进行了分析比较。结果表明:插入扰流元件换热管在强化换热能力的同时其压力损失也会很大,所以在实际应用过程中选取插入扰流元件换热管时一定要考虑其经济性;在泵功率消耗一定时,插入扰流元件换热管的热效率与波纹管的热效率很接近。但插入扰流元件换热管在制造工艺上具有加工方便、固定灵活等优点,比较适合对现有换热器的改造。所以,该种热管同样具有广泛的应用价值。