基于气液两相流入口蒸汽参数对管壳式冷凝器性能的影响

采用数值模拟方法,使用CFD软件FLUENT对管壳式冷凝器壳侧按两相流动及相变传热进行了模拟计算,选定合适的湍流模型、两相流模型为混合物模型,并根据汽水转化公式编写了自定义函数UDF来描述相变过程质和量的传递。针对壳侧流体介质为高温饱和水蒸汽情况下,分别对不同的介质入口速度和入口温度情况下换热器壳侧传热系数、湍流动能和压强变化的模拟结果进行了比较,得出了流体介质入口速度与温度对换热器壳侧传热特点和传热性能的影响规律。从而对冷凝器壳侧结构参数的优化及流动介质进行合理的选择起到指导作用。     

水平管喷淋式降膜蒸发及其强化的研究

本研究包括三个部分:(1)采用电加热方式研究水平管外降膜蒸发;(2)采用蒸汽加热方式研究水平管外降膜蒸发;(3)研究水平管内的蒸汽冷凝。本实验除了对光滑管进行传热研究以外,还采用多孔表面管以强化蒸发侧的传热,在管内壁插入线圈以强化冷凝侧的传热。研究结果表明,水平光滑管降膜蒸发时的传热系数比垂直光滑管以及池式沸腾管的都高得多。而多孔表面水平管的蒸发膜系数又比光滑水平管的高100～50%,其值高达40kW/m~2·℃。水平管外壁为多孔表面时,内壁附有线圈的总传热系数要比内壁为光滑面的高17%,而压力降只高20%。     

国家科技成果重点推广项目

该换热器系列是一种纵流壳程的管壳式换热器,以杆圈式支撑结构代替原壳程挡板结构,使壳程流体由横向流动变为纵向(平行于列管)流动,并利用等阻力降原理,科学地研制出变截面整体导流筒、夹套及流体再分布器,形成了国内首创的新结构。该结构极大地提高了传热效率,增加了有效传热面积,降低了流体流动阻力,节能效果显著。与现行管壳式换热器相比,强化了壳程传热,提高传热膜系数30％,减少壳侧阻力降35％,改善了壳侧传热综合性能,设备重量减轻约40％,耐腐蚀,使用寿命长。已开发出壳体直径为600～1400mm、传热面积为98～464m~2、适合无相变和有相变冷凝换热工况的系列产品。     

管壳式换热器强化传热技术概述

总结了近年来国内外新型管壳式换热器的研究进展,从管程、壳程、管束三方面介绍了管壳式换热器的发展历程、结构改进及强化传热机理,并与普通弓形折流板换热器进行对比,概括了各式换热器的强化传热特点。最后指出了换热器的研究方向。     

可拆式螺旋板换热器内部流动与传热的数值模拟

应用计算流体力学(CFD)和数值传热学方法,建立了可拆式螺旋板换热器内部流动与传热的数学模型,模拟得到了其内部压力场和温度场的分布情况,同时讨论了流体流速和流道间距对换热器性能的影响.结果表明,几何结构一定时,适当提高油侧流速比提高水侧流速对强化传热更经济有效,而在流量一定情况下,流道间距的确定必须兼顾传热-压降性能和金属板材消耗量综合权衡.这些模拟结果对可拆式螺旋板换热器的优化设计以及运行参数的调试具有重要的参考价值和指导意义.     

强化相变传热换热管束的制造技术

强化传热技术已广泛应用于石油、化工领域的管壳式换热器中。本文从强化传热的机理出发，对螺旋槽管、烧结型表面多孔管强化冷凝和沸腾传热换热管束的结构特点、制造工艺、强化效果进行了详细的分析，为该类高效节能换热器的广泛工程应用提供了设计依据。     

一种液压系统高梯度冷却磁过滤器的实验研究

分析高梯度磁过滤技术机理，探讨了温度对磁过滤性能的影响，在此基础上设计一种管壳式冷却高梯度磁过滤器，测试表明，将磁铁布置在冷却水中，能够充分发挥永磁铁的高磁场强度。冷却和磁过滤结合，具有很强的兼容性和互惠性。     

高效管换热器壳程传热强化效果及机理

采用数值模拟的方法研究几种高效管换热器壳程传热强化效果和机理。结果发现,在所研究的雷诺数范围内,相比于传统光滑换热器,螺旋波纹管、圆弧波纹管、波节管、锥纹管换热器的壳程努塞尔数分别提高26.2%～46.72%,11.01%～28.74%,9.55%～25.13%,7.52%～24.75%。螺旋波纹管的壳程压降高于光滑管,而其他三种波纹管的壳程压降却略小于光滑管。高效管波纹结构对壳程纵流和横流传热影响不同,同种管型相比,折流板缺口区域高效管壳程传热性能高于非缺口区域高效管,而折流板缺口区域光滑管壳程传热性能却略低于非缺口区域光滑管;和光滑管相比,折流板缺口区域高效管壳程局部传热系数明显提高,而折流板非缺口区域高效管壳程局部传热系数变化较小;高效管换热器壳程传热性能高于光滑管换热器,其主要原因是高效管在以纵流为主的折流板缺口区域具有较高的传热性能。     

基于三维实体模型的管壳式换热器壳程流场和温度场数值研究

根据管壳式换热器的结构特点,采用基于管壳式换热器真实三维实体模型的几何建模方案,提出了管壳式换热器周期性全截面计算模型,实现了具有复杂壳程结构的管壳式换热器的数值模拟,克服了现有数值模拟建模方式的一些不足,为再现和模拟管壳式换热器壳程的真实流动状况,以及分析各种构件对壳程流体流动和传热性能的影响提供了良好的辅助手段。在综合考虑折流杆换热器壳程流体流动与传热的多方面影响因素下,提出了对折流杆换热器周期性单元流道模型的修正算法,改进和完善了折流杆换热器周期性单元流道计算模型的实用性和适用性。     

管壳式换热器流动与传热的研究

换热器是一种热量交换的设备,而管壳式换热器又是应用最为广泛的一种,换热器传热效率的高低又直接影响到企业的效益,因此,对于管壳式换热器的流动与传热的研究具有深远意义。管壳式换热器具有很复杂的内部结构,又由于壳程的内部流动状态变化不定,所以难以用实验的方法对其进行研究,论文运用的就是避免并排除了不可操作性的因素,运用计算流体力学软件FLUENT软件对管壳式换热器的工作流程进行了数值模拟,易于操作同时便于观察。在模拟过程中,我们通过改变一系列参数,包括改变换热管束的排列方式以及换热器壳程的内部结构,论文着重对换热管束排列方式对换热效果的影响做了深入研究。