脱碳工艺中管壳式换热器的模拟及优化

运用Aspen Plus对脱碳工艺中管壳式换热器进行模拟和优化,设计出符合国家标准的管壳式换热器.设计和模拟过程中,充分考虑各股物流的相态变化,利用Property Analysis模块生成物料相图,分析换热过程中的相变情况.结合手工计算,采用HEATER和HEATX模块简捷计算所需换热面积,初选出符合国家标准的管壳式换热器.在换热面积裕量及压力降许可范围内,调整参数变量,优化换热器.模拟优化结果表明:经过调整优化后,相同热负荷条件下,换热器实际换热面积节省21.4%.模拟和优化过程降低了实验费用,提高了工作效率.     

管壳式换热器瞬态换热性能分析

通过理论分析，分别以壳程流体、管程流体、管内外壁为研究对象，建立了管壳式换热器瞬态换热数学模型．模型中很好地解决了顺流和逆流同时存在的问题．存此基础上借助于仿真手段对管壳式换热器的瞬态换热性能进行分析，为了减小线性化方法带来的误差以及提高计算的准确度，仿真计算时所采用的数学模型未进行线性化处理，而直接采用非线性化方程进行程序编写．仿真结果与换热器实际运行数据吻合很好，说明所建立的数学模型可用于同类换热器瞬态换热性能分析．通过对换热器瞬态换热性能的分析，町清楚地了解换热器的动态换热特性，为换热器设计及控制提供理论依据．     

管壳式换热器折流板缺口高度对流场影响的数值模拟

简单介绍了fluent软件的主要特点及其在管壳式换热器中的应用情况.通过使用FLUENT软件的标准k-中的湍流模型对管壳式换热器进行了三维数值模拟,分析了管壳式换热器壳程流场内温度场分布情况、压力降的变化情况以及速度矢量的变化情况.同时分析了折流板缺口高度等因素对管壳式换热器壳程流场温度场、压力场分布及换热效果的影响.研究结果反映了管壳式换热器壳程内的复杂流动,为管壳式换热器的设计和改进提供了理论依据.     

管壳式换热器壳侧三维流场模拟

建立了管壳式换热器的简化模型，利用ANSYS模拟软件，对管壳式换热器的壳侧三维流场进行了模拟计算，得到了不同排列方式下及入口流速的情况下换热器模型的壳侧流场，并用实验测得的换热器壳程总压降进行了对比验证，证实了结果的可靠性。分析了管壳式换热器换热管的两种不同排列方式下流场的差异和流场对换热器失效的影响，提出了换热器管束失效的预防措施。     

新型锥形孔折流板管壳式换热器数值模拟研究

针对传统弓形折流板管壳式换热器存在换热死区以及横向管束振动大等问题,提出一种新型锥形孔折流板管壳式换热器,建立锥形孔折流板换热器物理模型,应用Fluent对其进行数值模拟,研究换热器壳侧流体不同流速对换热器流场与温度场的影响。并将其结果与传统弓形折流板换热器进行比较,结果表明:锥形孔折流板换热器壳侧流体对管道横向冲刷作用较小,且换热死区面积占比较传统弓形折流板换热器小,换热效果较弓形折流板换热器好。     

SMK——Ⅱ型管壳式换热器用于化肥厂变换工段

本文介绍了一种新型管壳式换热器及其在化肥厂合成氨变换式段作为气一气换热设备的使用情况。     

基于FLUENT的管壳式换热器壳程流场数值模拟研究

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ANSYSFLUENT中对管壳式换热器壳程流体的流动与传热进行了数值模拟计算,得到换热器壳程流体温度场、速度场和压力场;分析了折流板间距及弦高对换热效率和壳程流体压降的影响,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。     

折流板结构对换热器壳程流动和传热性能的影响

以弓形折流板为基础,设定相同的工况条件,用FLUENT软件对曲面、球面和弓形三种折流板型的换热器壳程流体的流动和传热性能进行模拟,并对三种板型的管壳式换热器壳程压降及换热系数进行比较分析。通过对比三种板型换热器的传热性能及压力、温度和流速云图,分析了产生传热性能差异的原因。研究结果可为管壳式换热器折流板设计及强化传热性能提供参考,具有一定的工程实际意义。     

换热器管束排列方式对流场影响的数值分析

利用CFD方法,计算出管壳式换热器不同排列形式的二维压力场、速度场和温度场,并对不同排列形式的压力损失速度分布和换热效果进行了对比,为换热器的设计、改造和维修提供了一定的参考.     

基于UG的管壳式换热器的三维数字化设计

为满足市场对新型高效换热设备的高要求,利用Unigraphics软件进行管壳式换热器参数化模型的创建,充分利用该软件自身的参数化功能,如关系表达式、零件族的Excel工作表及草图的尺寸约束控制特征参数等方法,建立零部件的三维参数化模型,并实现换热器数字化样机的装配.该设计中零部件模型建立方法简单,建模速度快,不需编程,有利于产品的设计开发和改造优化.     

管壳式换热器壳程多相流在线清洗技术研究（Ⅰ）——数值模拟

提出一种管壳式换热器壳程的多相流在线清洗技术,为企业管壳式换热器壳程污垢清洗难的问题提供一种新的方法.在进行实验前,用FLUENT软件对流体在管壳式换热器壳程的情况进行模拟,以了解壳程内的流动情况及流动速度,为实验奠定基础.     

脉动流技术在管壳式换热器振动分析中的应用

为了避免脉动流技术产生的流体诱导振动造成换热器管的强度、刚度过大而导致结构失效,采用了有限元分析方法.建立换热器的流固耦合模型,施加有脉动流和无脉动流两种不同工况下的边界条件和荷载条件,从模态振型和动态响应等方面分析了两种工况下流体诱导振动对换热器管的影响.提取换热器管中间位置点和端部位置点的模态振型和动态响应曲线图,对两种工况下的计算结果曲线图进行了分析对比,结果表明：有无脉动流对管壳式换热器管的结构固有频率的影响不大;无脉动流作用时,换热管中间位置易发生刚度失效,端部位置易发生强度失效;有脉动流作用时,换热管中间位置的位移和端部所受的应力随时间呈周期性变化,可通过改变脉动流激励函数的系数来避免换热管发生振动失效.对脉动流技术安全地应用于换热器设备提供了一定的技术参考.     

LNG绕管式换热器壳程两相降膜换热的数值模拟

随着LNG的发展与应用,对绕管式换热器的需求越来越大,而绕管式换热器换热性能的优劣将严重影响着液化工艺的水平。建立了绕管式换热器壳侧两相对流换热模型,利用FLUENT软件模拟分析了不同结构参数对换热器换热性能的影响。研究发现,换热器壳侧换热系数随质量流量的增大而增大,随缠绕角和换热管间距的增大而减小,随换热管管径的增大而增大。     

折流板开孔对管壳式换热器性能的影响

传统的弓形折流板换热器因其结构简单、安全可靠及适应性强等优点应用非常广泛,但是传统的弓形折流板换热器换热效率较低,壳程压力损失较大,容易结垢。因此,通过对弓形折流板结构进行改进以改善管壳式换热器的壳程流动传热状况,减小其能耗损失具有十分重大的工程意义。采用数值模拟的方法,对缺口高度为0.2 D的折流板进行开孔优化研究,对不同壳程进口流速下的普通弓形折流板换热器和折流板开孔换热器的壳程流场及温度场分别进行了数值模拟。在壳程进口流速相等的条件下,折流板开孔的换热器比普通弓形折流板换热器的换热效果好;壳程进口速度较低时,效果最明显。     

管壳式换热器自动化设计及三维结构模拟

利用编程语言VisualBasic对绘图工具AutoCAD进行了二次开发 ,编写了具有三维绘图功能的管壳式换热器计算机辅助设计软件 .该软件既可以完成管壳式换热器的自动化设计 ,同时程序中设置的可视化对话窗口 ,也可以实现设计者对具体参数和结构的选择 ,充分体现设计者的设计思想 .本软件除可完成平面工程图纸的绘制外 ,最大特点是可将设计结果以三维结构展现出来 .     

矿用管壳式高低压换热器的研制

介绍了矿用管壳式高低压换热器的研制过程及设备的工作原理、使用条件、设计指标、结构特征、实验等情况．     

基于ANSYS Workbench软件的压力容器管板应力分析

采用有限元分析软件ANSYS Workbench,对管壳式换热器管板进行了有限元分析,并按照应力分析标准JB 4732—1995分析了管板在正常工作、开工和停工过程中可能出现的4种瞬态和稳态操作工况下的应力强度。分析结果表明,最大应力发生在换热管与管板的连接处和筒体与管板的连接处;换热管与管板之间的连接强度、筒体与管板之间连接强度的主要影响因素为压力载荷。由强度校核结果可知,该换热器的设计符合使用标准。     

Evaluation of Shell and Tube Heat Exchanger Performance by Using ZnO/Water Nanofluids

To examine and investigate the impact of nanofluid on heat exchanger performance, including the total heat transfer, the effect of friction factor, the average Nusselt number, and the thermal efficiency, the output heat transfers of a shell and tube heat exchanger using ZnO nanoparticles suspended in water has been conducted numerically. The governing equations were solved using finite volume techniques and CFD simulations with ANSYS/FLUENT Solver 2021. The nanoparticles volume fractions adopted...