螺旋折流板换热器流动特性研究

用激光测速仪详细测量了螺旋折流板换热器的流场特性,着重研究了旋流角对速度分布和对脉动速度的影响及其与流量的偶合关系,并对速度分布对换热性能及阻力的影响做了详细的分析和讨论。模型换热器采用有机玻璃制作,壳体尺寸为200mm×6mm×3000mm(外径×壁厚×长度),换热管外径为15mm,共52根,均匀布置。折流板倾斜角度取30,35,40,42°四种,双头布置。实验介质为常温下自来水,流量测量采用转子流量计,流量范围为3～20m     

折流板安装角对扇叶型折流板换热器性能影响

利用CFD分析软件Fluent分别建立了安装角度为30°、45°、60°3种扇叶型折流板换热器周期性模型,对不同的流态进行数值模拟计算,研究了折流板安装角对扇叶型折流板换热器性能的影响.结果显示:壳程流体在折流板引导下呈斜向流动,斜向流动能够有效抑制流体诱导振动;筒体附近流体流速较高,中心区域流速较低;不同流态下,随着安装角增大,换热器壳程压降降低,综合性能增高.安装角30°时换热器传热系数大于另外两者.     

气液分离闪蒸撬折流板分离特性试验

在天然气开采过程中,液态水沉积会对输气管线产生严重威胁,故气液分离设备在天然气集气系统中有着广泛应用。折流板作为气液分离闪蒸撬分液侧中重要的分离元件,为研究其分离特性,搭建了折流板分离特性研究的试验平台,针对不同型式的折流板设计了正交试验,以折流板分离效率和压降为试验指标,通过分析常温时多工况下分液侧内部构件对分离性能的影响规律,确定主要影响因素及最佳组合方案。研究结果表明,对于分离效率指标而言,选用折流板型式为水平梯形或蜂窝型、导流板结构参数为180/102/105或120/102/105、液气比为2.083‰~2.917‰、连通管状态为关闭时,分离效率较高;同时,折流板型式是影响分离效率的重要因素。对于折流板压降指标而言,选用折流板型式为蜂窝型或垂直梯形、导流板结构参数为180/102/105或120/102/105、液气比为3.750‰~4.583‰、连通管状态为关闭时,整个气液分离过程中的压降较小;同时,上述4种因素对于压降影响均不显著。     

颗粒组分特性对稠密细颗粒固液两相流流动特性的影响

为进一步探讨旋转工况下稠密细颗粒固液两相流的流动特性,分析颗粒浓度、粒径和剪切速率对固液两相流流动特性的影响,以玻璃珠、水固液混合介质为研究对象,首先分析了颗粒浓度和粒径对群体颗粒沉降速度的影响;然后通过旋转流变仪测量了不同工况下流体的剪切应力与粘度,在回归分析的基础上获得同一粒径下不同浓度流体的流变特性曲线和粘度曲线;最后通过正交实验表(L8(4×24))分析了颗粒浓度、粒径、剪切速率对混合介质流变性能变化的影响。结果表明:在旋转工况下,稠密细颗粒固液两相流符合膨胀性非牛顿流体特征,粘度与剪切速速率呈递增指数关系,流体粘度随颗粒粒径的增大而减小,随颗粒浓度的增大而增大;对混合介质流变性能影响最大的因素是颗粒体积浓度,其次是粒径,最后是剪切速率。     

三角区漏流对螺旋折流板换热器综合性能的影响

对螺旋角为15°、20°的1/3椭圆螺旋折流板换热器进行数值模拟,研究连续搭接相邻折流板间三角区漏流对换热器传热及阻力性能的影响.通过分析换热器存在三角区漏流与堵住三角区无漏流模型的模拟计算结果可知:三角区漏流使壳侧流体流动短路现象严重;三角区漏流使换热器整体传热系数、壳程压降、综合性能降低;堵住三角漏流区后,传热系数增加8.5%~11%,壳程压降增加幅度不大,综合性能增加8.1%~11.1%.     

喷雾干燥用旋风分离器内部流动与分离特性数值模拟

对喷雾干燥过程中旋风分离器工作过程及其分离原理做了简要介绍,给出了旋风分离器内三维流场以及颗粒轨道的数学模型,运用雷诺应力模型(RSM)对其进行了三维数值模拟.数值模拟得到了旋风分离器内三维气体流场以及颗粒的运动轨迹,获得了旋风分离器在不同进口风速下的进出口压降和不同粒径下的分离效率.模拟计算结果可供旋风分离器设计及应用提供一定的参考.     

新型卧式气液分离器内流场数值模拟

为防止风冷热泵冷热水机组中制冷剂液体进入压缩机后造成的"湿压缩"现象,本文建立了气液分离器模拟模型,采用数值模拟方法,分析了分离室内流场变化规律、内部构件对分离性能的影响,从而得到分离器的最佳结构尺寸.结果表明,气液分离器仅靠自身重力而没有任何内部构件时分离时间较长,分离效果较差;在分离室内增加整流板后能够有效的抑制漩...     

厌氧折流板反应器研究进展

厌氧折流板反应器是近些年发展起来的简便、低能耗的污水处理技术,笔者就其发展、反应器动力学和污泥特征,以及反应器模型进行了总结,同时,对它的缺点和不足进行了分析,以促进厌氧折流板反应器的应用。     

折流板几何结构对换热器性能影响的数值模拟

应用标准k-ε湍流方程模型,使用压力修正的SIMPLE算法进行求解,对弓形折流板不同几何结构下换热器壳程的流动和换热性能进行了数值模拟,并对计算结果进行了分析.结果表明:换热器入口速度的增加会使折流板之间的高温区域减少、流动死区面积减少、换热器的有效换热面积增大;随着折流板间距减小,换热器的换热量随之增大,但是换热器的压降却明显增加,折流板换热器压降均随空气入口速度的增加呈递增趋势且会影响综合换热性能;折流板高度的增加对换热量有明显增大的作用,但是折流板增高会使壳程压降升高,从而造成了换热性能指标的下降.     

管型对螺旋折流板翅片管油冷器性能的影响

油冷器广泛应用于各类化工过程及机械加工过程中.通过实验研究了不同结构参数的螺旋折流板冠形翅片管油冷器,获得了油冷器的传热与阻力性能曲线.结果表明,此类油冷器的壳侧传热膜系数可达1 100～1 300 W/(m2·K),比弓形折流板光滑管油冷器提高了1倍,而压降降低30%～50%;传热管的翅片间距和翅片高度必须在合理的范围内,两者均在1.0～1.2 mm时才能保持较佳的油冷器性能.     

进水方式对厌氧折流板反应器运行效果的影响

以四格传统单侧进水厌氧折流板反应器(SI-ABR)为对比参照模型,研究了分区进水厌氧折流板反应器(DI-ABR)在四点和三点分别进水的运行效果。结果表明:针对不同的水质,通过对厌氧折流板反应器(ABR)的进水方式适当调整,可改变反应器内的微生物菌落构成,增强反应器的整体活性,提高反应器的运行效果。     

某组合分离器内部流动的数值计算

结合某石油化工系统中新型组合分离器的优化设计,针对其分离元件的最优组合工况,基于CFD方法,对分离器内部的气、液两相流动进行了数值计算,分析了分离器内部气液分离的过程和分离效率,并与试验结果进行对比,表明该新型组合式分离器分离效率较高（〉99．7％）,设计比较合理,能有效脱除天然气中的液相成分。     

厌氧折流板反应器处理低浓度废水运行特性试验

对厌氧折流板反应器在中温条件下处理低浓度废水的试验结果表明:在进水CODCr浓度为500mg/L、水力停留时间为3～12h时,CODCr的平均去除率可达84%,出水CODCr浓度可降至75mg/L。控制水力停留时间对反应器的启动运行有着重要作用,长的水力停留时间启动并逐渐缩短的运行方式有利于反应器的启动和稳定运行。     

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。     

缠绕螺纹管螺旋折流板换热器流动与传热数值分析

缠绕螺纹管螺旋折流板换热器中换热管是将外螺纹管与光管螺旋折流板相结合的新型结构.采用CFD分析软件FLUENT借助数值模拟方法,对缠绕螺纹管螺旋折流板换热器壳程传热机理进行分析,并与光管螺旋折流板换热器壳程特性进行对比.结果表明,折流板螺旋角为10°、15°、20°,壳程Re在2 000～6 000条件下,缠绕螺纹管螺旋折流板换热器较光管螺旋折流板换热器综合性能提升4. 5%～14. 5%,传热系数提升4. 27%～23. 39%,温度场和压力场协同均较优.     

折流板换热器性能影响因素数值模拟研究

针对不同结构参数的弓形折流板换热器壳程进行数值模拟,计算表明折流板换热器壳程的压降和管表面换热系数随着折流板数目的增加而增加,随着折流板缺口高度的增加而减小;而其综合性能随着折流板数目的增加而减小,随着折流板缺口高度的增加而增加;第一块折流板与管板的距离对压降的影响较小,但对表面换热系数影响相对较大.     

折流板结构对换热器壳程流动和传热性能影响研究

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。     

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。     

球面弓形折流板换热器壳程流体流动与传热的数值模拟

为了改善普通弓形折流板换热器换热性能,提出了一种新型折流板换热器-球面弓形折流板换热器。建立曲率半径为0.75 D的球面弓形折流板换热器和普通弓形折流板换热器数值分析模型,得到了壳程流体流场分布情况以及壳程压力降和传热系数。结果表明,在相同结构参数和进口流速条件下,球面弓形折流板换热器壳程压力降比普通弓形折流板换热器降低8%~11%,壳程传热系数比普通弓形折流板换热器降低1%~5%。     

液-液旋流分离器分离特性数值模拟

液-液旋流分离器内部流场复杂,现有实验条件难以得到较为清晰的流场分布和液-液两相分离过程,用马丁·休教授发明的F型液-液旋流分离器为研究模型,以取油水作为分离介质,采用计算流体动力学技术对液-液旋流分离器进行数值模拟分析.结果表明:液-液旋流分离器内部流场分布特征明显,并在圆柱段、大锥段、小锥段存在不同程度的循环流;其各截面切向速度和轴向速度分布规律与理论分析相一致,切向速度分布中在圆柱段、大锥段和小锥段上端组合涡特征明显,圆柱段和大锥段的轴向速度呈现双W形式;采用分散相模型追踪油滴运动轨迹,证明油水分离的关键在于油滴是否能够在分离区域进入内旋流.