流体激励作用下换热管和挡板随机碰撞响应研究

当流体诱发换热器管束的振动较大时,换热管振幅最大处会产生换热管和挡板之间的碰撞,导致换热管产生微动磨损,进而产生破坏。利用ANSYS软件对某型换热器换热管的瞬态流体激振响应进行了有限元分析,在此基础上,研究了换热管和挡板之间由于较大的激振响应振幅所产生的随机碰撞现象,计算了换热管和挡板之间随机碰撞力作用下的非线性动力响应和振动规律,为换热器管束系统的设计提供了一定的理论参考。     

均匀化理论在管板研究中的应用

根据复合材料力学中的均匀化理论并借助有限元方法,针对管板设计中存在的问题,对影响管板结构性能的因素进行探讨.在ANSYS分类模拟实现中,研究孔间带效率、管束、管板厚度、管子厚度4种影响当量弹性常数的变量,并将计算结果与ASME规范中采用的有效弹性常数进行比较,计算结果表明,获得的数据较为准确,符合管板当量弹性常数的客观变化规律.因此,用均匀化理论计算管板当量弹性常数具有可行性,同时也为换热器管板的强度设计提供了参考.     

非对称翅片管换热器的实验及流场分析

提出设计一种新型非对称翅片管式换热器,通过对非对称式翅片管不同工况进行实验,研究其传热过程和传热效果.通过对传热系数的计算,比较其与环状翅片管管束和光管管束的传热性能.并且利用ANSYS对三种换热器进行数值模拟,分析其流场.结果表明:非对称翅片管对流体的扰动要强于环状翅片管和光管,在相同参数条件下,非对称翅片管换热器的换热效果优于环状翅片管和光管式换热器.     

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。     

环形换热翅片的理论研究及设计

换热器传热效率的大小与翅片管的排列方式和翅片的结构参数有关。运用电脑软件对换热器中环形翅片管束的实物模型进行了仿真模拟,研究了顺排管束和错排管束的换热效果,并通过固定参数法对加热器模型进行理论计算。研究结果表明,错排管束的换热效果优于顺排管束,加热器翅片的最优间距为5.5 mm,与无翅片的换热器管道相比,有翅片的换热器管道的传热效率提高了387.35%。     

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。     

管间距对涡产生器式扁管板式翅片传热的影响

应用萘升华传质／传热比拟技术，对涡产生器式叉排扁管板式翅片管换热器的板芯结构进行了模拟研究．分析了管间距变化情况下换热板芯的传热与阻力特性，对换热器换热性能做了综合评价，为板式翅片管换热器结构优化设计提供了理论依据．     

固定式换热器管板计算程序(BASIC语言)

<正> 前言在管壳式换热器设计中,管板的强度计算是比较复杂的。龙其对于k>1或搭焊型管板是难以实现手算的。鉴于目前微型机比较普及,故采用BASICⅡ语言编制了本程序,供参考。程序的数字模型是由“规定”[1]C.4中给定的。一、功能程序可以对固定式换热器搭焊型管进行强度设计,或对现有管板进行强度校核。进行强度设计时,需要输入管板的厚度取值范围,进行应力校核时需要输入管板实际厚度(不包括附加量)。经计算后将打印出管板各点在各种工况下的应力值,管子应力及拉托应力。同时打印出管板在危险工况下的应力分布曲线。     

地源热泵桩基与钻孔埋管换热器换热性能比较

相对于钻孔埋管换热器,桩基埋管换热器在换热性能和经济性方面均具有较大优势,目前越来越广泛的应用于地源热泵工程中。围绕钻孔与桩基埋管换热器的结构特点和换热机理进行对比分析,针对南京某项目桩基埋管换热器开展了换热性能实测及数值模拟分析,并采用数值模拟手段对比分析了钻孔与桩基埋管换热器的换热性能差异。研究结果进一步证明了桩基埋管换热器具有良好的换热性能。提出的传热性能数值模拟方法可较准确地计算出桩基和钻孔埋管换热器的传热效率。     

换热器管板布管CAD系统

在换热器设各设计中,利用计算机辅助设计手段,实现了管板布管限定圆最大布菅数的确定．以及换热管的正三角、转角三角形等四种不同排列方式的自动布管．     

机械加工多孔管管束的沸腾换热特性

对机械加工多孔管管束的沸腾换热性能进行了理论分析与实验研究,结果表明:多孔管管束的换热性能与单管有一定的差别;同一管束中,处于不同位置的管子,其换热性能也不尽相同;其差别的大小及性质与热流密度及管束的结构有关.把管子的换热表面分为3个区域进行分析,可以很好地解释实验结果.本文整理出的换热关联式的计算值与实验值符合较好.     

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.     

振动分析在管壳式换热器设计中的应用

为在设计中防止出现换热管的流体诱导振动,用解析法及有限单元法分析常用规格直管换热管在波纹管换热管在不同支承情况下的固有频率。;用Strouhal方程分析流体诱导振动频率,并进行防振分析,提出在换热器设计中应考虑流体诱导振动的条件,为换热器设计提供指导和参考。     

重催油浆换热器管板开裂的应力腐蚀失效

锦州石化六厂的重催油浆换热器,在投入使用半年多就在浮头管板处出现多处裂纹,裂纹大多从管束开始呈环状沿径向管板延伸,导致不能正常生产,造成较大的经济损失。介绍了此换热器的工艺条件,对开裂的浮头管板进行断口宏观形貌、微观形貌、准解理微观形貌、腐蚀产物和管桥部位裂纹分析,并得出应力腐蚀是引起重催油浆换热器管板开裂的重要原因之一。分析油浆换热器管板受力和腐蚀环境:管板在焊接残余应力、温差应力、气-液两相流的诱导振动及装配应力的相互叠加作用下,受拉应力;在高温环烷酸和高温重硫醇、重硫醚的腐蚀环境中,导致应力腐蚀开裂。     

圆管管束特性试验及协同分析

为分析前排绕流扰动对后排管换热及阻力的影响规律,以4列多排（2～10）管束为研究对象,建立稳定的热态流场,采用错列及顺列2种方式,分析传热及流动特性在不同管排数下的变化规律;定量分析管排数对阻力特性的影响规律,定义了管排阻力修正系数,并根据实验数据给出了其在不同管排数下的取值;根据场协同理论定义了相对场协同率的概念,用以表征不同管排数下其总体换热效率相对实际最大换热的比值。研究结果表明,管间绕流为管束换热器管排影响规律的主要原因,10排及以上管束流场均匀,管间绕流影响最小,场协同角较小,10排以内采用管排系数进行修正。     

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.     

流动冲击角对流体绕流管束换热的影响

运用计算流体动力学软件FLUENT,对流动冲击角分别为45°、60°、75°和90°,流体绕流6排87根错排管束下的换热进行三维数值模拟.管束的纵向和横向管间距分别为9.5 mm和11 mm.考查管束的平均换热努赛尔数和模型进出口压降,并与茹卡乌斯卡斯的实验关联式进行对比.当雷诺数为5 000~20 000时,给出4种流动冲击角下管束换热努赛尔数的拟合公式,并对管周向局部换热特点进行细观分析.结果表明:湍流边界层在周向夹角为大约105°时从管壁面分离,此时换热最差;流动冲击角越大,管束的平均换热努赛尔数和模型进出口压降越大;流动冲击角为45°时综合换热性能较好.     

平面螺管换热器的研究

本文导出了平面螺管几何参数之间的关系及换热准则方程,并对这种换热器进行了设计计算和特点分析。经测试,其性能符合设计要求。     

换热器管板布管CAD系统

在换热器设备设计中,利用计算机辅助设计手段,实现了管板布管限定圆最大布管数的确定,以及换热管的正三角,转角三形四种不 列方式的自动布管。     

不同方式地下埋管换热器的实验研究

埋地换热器换热性能是地源热泵设计基础,针对不同埋管方式埋地换热器建立了砂石回填单 U 型、双 U 型井埋管和混凝土回填单 U 型井埋管的单井实验系统,开展埋地换热器单井的换热性能实验研究。研究了不同的土壤物性、回填材料、埋管数量和运行工况下单井换热器换热性能。