换热器不可逆性损失分析与评价

以热力学第二定律为基础讨论了理想的逆流、并流和错流型换热器的不可逆损失,并且提出采用熵产效率评价换热器的不可逆程度.重点考察了不同进口温度比、传热单元数(NTU)及流体的热流密度比对逆流、并流和错流型基本结构换热器的熵产数和熵产效率的影响,研究结果对换热器的结构优化、操作优化和节能应用的研究具有重要的现实指导意义.     

损费用最小的换热器管程流速

根据热力学原理和传递过程的理论，对流体在换热器管程对流传热过程进行分析，研究损费用随管程流速的变化规律，探讨流体在换热器管程的适宜流速问题。     

管壳式换热器的优化设计

本文以纯经济效益为目标函数,用求取最佳传热有效度和传热单元数之方法,得出了最大经济效益下换热器最合理的换热面积以及顺流、逆流和叉流等情况下的计算公式。     

肋片能质传递效率研究

从能质传递的观点出发,依据热力学第一定律和第二定律,重新定义了肋片能质传递效率,即肋片的实际能质传递量与理想能质传递量之比,导出了肋片能质传递效率的计算式,并以工程中常见的针肋和对流换热介质空气为例,通过数值计算,分析了雷诺数、量纲一运行参数B、流体温度以及肋片结构尺寸等对肋片能质传递效率的影响,并与常规的肋片传热(能量传递)效率结果进行了比较,从而为工程中合理选择肋片的运行工况参数及结构参数提供依据.     

高温热管换热器模拟设计

采用离散型计算模型,运用有效度 传热单元数(ε NTU)法,通过多次迭代对高温热管换热器进行模拟计算,并进行了试验验证,结果表明,模拟计算结果和试验结果基本吻合。为高温热管换热器的设计提供了方法,同时亦为其经济性的校核提供了依据。     

基于CFD的折流杆换热器流场仿真系统研究

基于计算流体动力学原理,建立了换热器流体流动和传热过程的控制方程组,应用算子分裂法,将换热器控制方程分裂为基本的对流、扩散、Stokes问题;采用8~20节点三维等参单元,推导出有限元离散化方程组。编制了流体流动和传热的数值仿真系统程序,应用仿真系统进行传热数值模拟计算和实验验证,通过对比两者的Nu与Re的关系,可以看出仿真系统的计算值和实验测量值非常接近。实验证明,采用编制的折流杆换热器数值仿真系统进行传热模拟计算是切实可行的。     

换热器在石化装置中的智能化应用

换热器在运行过程中，易产生结垢、腐蚀、泄漏、振动和性能下降等问题，会影响换热器甚至整个生产装置的效率、安全和可靠性。主要阐述了适用于石化装置中换热器设备状态监测和故障诊断的智能化方法与系统，详细说明了基于MQTT和OPC协议的两种数据采集方法，以及主成分分析(PCA)、有效度-传热单元数法、对数平均温差法三种用于换热器运行状态分析的算法；介绍了三种基于信息技术的换热器智能化运维系统的应用，实现换热器状态的实时监测，故障诊断和性能优化等功能，以满足石化装置长周期运行生产需要。     

旋转热管应用及特殊结构设计．

提出了利用热管的旋转作用强化热管外传热的思想。以换热面积为衡量标准,通过对旋转热管换热器与常规间壁式换热器的比较分析,得到了2种不同换热器的面积比、工艺条件以及旋转强化效果之间的关系。结果表明,当常规工艺条件下传热状况很差,系统的动力输入属主要工艺要求或产生其它有利效果时,旋转热管换热器将是一种有效的选择。针对反应器的热量导出和高粘度热敏流体的传热问题,给出了热管式搅拌器和螺旋推进式旋转热管换热器的基本结构。     

强化传热效能的比熵产数工况评价方法

针对换热器强化传热后工况变化的复杂性提出了比熵产数工况评价的方法,并推导得到易于计算的比熵产数表达式。在强化侧恒定压降的情况下,对环隙冷却水保持湍流,管内层流热油采用Ｋｅｎｉｃｓ静态混合器强化传热的套管换热器进行了热力学完善性的评价分析,为工程实践设计优化提供了参考。     

螺旋形和单弓形折流板换热器的工程应用比较

总结了螺旋形和单弓形折流板换热器的工程应用情况,对比了操作参数和基本结构参数相同时单弓形和螺旋形折流板换热器的工作性能特点,并对壳程同一介质下两种不同形式折流板换热器壳程的流动阻力和传热效果进行分析比较.结果表明,螺旋形折流板换热器的传热性能明显比单弓形折流板换热器要好,而且能有效降低壳程压力损失.     

基于计算流体力学数值模拟的板式热交换器传热与流动分析

以新型鼓泡板式热交换器作为研究对象,通过计算流体力学软件,对鼓泡板冷、热两侧通道进行了数值模拟。板内流体流动研究表明,相同流速下,冷侧通道流体湍流强度高于热侧,压力损失也高于热侧;热侧通道由于扭曲泡相互接触造成阻挡作用,相较于冷侧通道,传热效果较差。将数值分析结果与试验值进行了对比,验证了数值分析结果的准确性,该数值分析结果对改善板式热交换器传热效率有一定指导意义。     

换热器能量系统的损失与效率分析

文章建立了换热器传热过程的数学模型,导出了其损失参数的计算式,并对效率进行了图形分析。结果表明:以顺逆流为主的换热器的损失与效率,随传热单元数NTU与水当量之比的变化而变化,合理选取这两个参数,可使效率达到一最佳值,从而为换热器的优化设计提供依据。图4参6     

螺旋扭片换热器壳程传热与流阻研究

在水-水系统下对新型螺旋扭片换热器与普通弓型折流板换热器进行壳程传热与流阻对比试验，考察了扭片开孔与否对螺旋扭片换热器壳程传热性能的影响规律。结果表明，在相同流量下，螺旋扭片换热器单位压降下的壳程传热膜系数为普通弓型折流板换热器的1.4～8.0倍；而开孔扭片换热器的传热效果优于无孔扭片换热器。说明螺旋扭片换热器是一种结构更为合理的新型换热设备，有较好的传热与流阻特性，应用前景广阔。     

气-气波纹板换热器强化传热研究

根据气体在低流阻板式换热器内的动力特性 ,提出了减少流阻强化传热的新结构。开发了一种置于板间的扰流元件 ,用来强化传热及改善流体在板间的动力特性 ,对其进行实验研究 ,得到相应的传热及流阻表达式。只要操作 Re选择合理 ,使用螺旋型扰流件就能够取得减少流阻 ,强化传热的新效果。它进一步拓宽了板式换热器在大流量气 -气换热方面的应用。     

变截面管换热器传热与阻力性能

对两种不同节距的变载面管进行了管内和管束的传热与流体阻力试验,并与光管及光管换热器进行了比较。结果表明,变截面管是一种能强化管内、管外传热的双面强化管,且其变截面部分能互相支承形成壳程的扰流元件,替代了管束的折流装置,使换热器整体结构紧凑,壳程的传热进一步强化,但管程的流体阻力比光管稍有增加。     

板式换热器设计选型的一种计算方法

研究了板式换热器的设计选型计算方法．建立了以冷热流体流速表征换热器传热系数与压降的模型，提出了一种基于上述模型的板式换热器选型计算方法，并使用通用的程序设计语言Delphi7．0实现了该计算方法的程序化。     

斜针翅管强化传热管的数值模拟

采用Fluent软件,以水和柴油为换热对象,利用三维模型对柴油在3种不同规格的直针翅管、30°和45°的斜针翅管套管换热器壳程层流流动时的温度场、压降及传热性能进行了模拟;并将斜针翅管与光滑管和直针翅管的结果进行比较。模拟结果表明,壳程为柴油时,针翅管的压降为光滑管的1～3倍,总传热系数约是光滑管的1.7～2.7倍;与直针翅管相比,斜针翅管的总传热系数提高约20%;斜针翅能使传热膜的系数增大,压降降低。     

高精度热交换器传热与流动阻力性能试验装置

介绍了新搭建的热交换器传热性能试验系统的硬件、软件以及参数测量。系统由导热油、压缩空气、乙二醇溶液和水4种热流体与冷风和冷却水2种冷流体为循环工质的子系统构成,不仅能进行热流体对冷风或冷却水的一对一试验,还可以进行2种或3种热流体对冷风的复合型热交换器的传热性能测试。控制和测量系统以LabVIEW软件为平台,使系统具有测量精度高、自动化程度高、测试范围广等特点,为新型热交换器的设计和开发提供了可靠的测试手段。     

不同螺旋折流板换热器壳侧流动的数值研究

采用数值模拟方法,运用大型CFD分析软件Fluent,研究了1/4椭圆螺旋折流板换热器、1/3扇形螺旋折流板换热器以及常见的1/4扇形螺旋折流板换热器壳程流体的流动特点,并与传统的弓形折流板换热器进行对比。采用Gambit软件建立模型和划分网格,采用分离变量法隐式求解,压力和速度耦合采用Simple算法。结果认为,螺旋折流板换热器的传热及阻力性能低于弓形折流板换热器,1/4椭圆螺旋折流板换热器的传热性能及压力损失最小,其次是1/4扇形螺旋折流板换热器,1/3扇形螺旋折流板换热器的壳程传热及阻力性能最高。     

上行光管内置铝制扭带的换热与阻力试验研究

针对换热器在工业生产中不可避免地产生污垢,严重影响换热器性能的情况,内置扭带是一种已被证实兼有防垢除垢及强化传热的双重作用的技术。介绍了铝制扭带的换热试验研究方法。在改造的传热试验设备中,通过将9种不同结构参数的铝制扭带放置到换热管内,调节冷水阀,观察扭带在预计流量起转时进行传热试验。结果表明,内置扭带的换热管的总传热系数大于光管的数值,增大范围为9%~20%,内置扭带具有良好的强化传热作用。采用线性回归得到了与扭带结构参数相关的摩擦因数和努塞尔准数关联式,并通过性能评价,得到了评价因子=1.13~1.25,证明铝制扭带具有强化传热的实用价值。