水平管外及管束间凝结换热的计算

本文对８水平管外及管束间的凝结换热计算作了比较分析,分析现有的几种流速修正系数以及 呸修正系数具体算法之间的差别,提出了较为合理的管束修正系数的计算式。     

管束的流体弹性不稳定性的研究

基于Lever与Weaver的“流管”模型,本文对换热器管束的流体弹性不稳定性进行了较深入的研究。认为管子作周期性的衰减(或发散)运动。基本方程以复数形式表示,并用复数解法来求解。证明了作用在管上的流体力与管子运动时的位移、速度、加速度密切相关。作出的稳定区图可用来判断管子是否发生流体弹性不稳定现象。将节径比为1.25,1.32与1.41的正方形排列的管束,依次放入风洞中进行试验,取得了令人满意的结果。     

流体诱导弹性管束振动响应数值分析

基于流固耦合问题的弱耦合法,研究弹性管束不同流速的壳程或/和管程流体诱导下的振动响应。研究表明,流体诱导振动幅值随壳程或/和管程流速的增加而增加。与相同管程流速条件相比,壳程流体引起的振幅较大。随壳程流速增加监测点振动频率增加;随管程流速增加监测点振动频率基本不变。壳、管程流体耦合诱导的振动位移曲线与仅壳程流体诱导的振动位移曲线类似,说明弹性管束工作过程中的振动主要由壳程流体诱导。流体诱导的振动频率接近管束第一阶固有频率时,监测点在y、z方向振幅逐渐趋于峰值。流体诱导弹性管束的振动主要表现为面内振动。     

燃料气换热器管束鼓包开裂分析

某燃料气换热器在运行过程中发现其换热管束出现多处鼓包开裂现象,为查明鼓包开裂原因,对换热管束进行了宏观和微观检验、化学成分分析、金相检验和扫描电镜分析。结果表明:换热管内存在压力波动、换热管壁厚不均匀、壳程介质H2S含量较高以及换热管材料中存在,夹杂物都是导致其鼓包开裂的原因;换热管壁厚较薄处容易形成应力集中,使该处硫化氢腐蚀严重,壁厚进一步减薄,当壁厚减薄达到一定值时,在管内压力波动作用下形成鼓包,随着腐蚀的加剧和压力波动的继续作用,最终导致换热管于鼓包处产生裂纹,进而发生泄漏。     

套管管束式换热器换热特性试验研究

清华大学核能与新能源技术研究院对具有特殊结构的套管管束换热器(其传热单元由带螺旋肋片的外套管和带微波浪弯的内套管组成,通过自身结构实现传热管的支撑和定位)的换热特性进行了试验研究.试验结果表明,与一般流道的换热性能相比,不规则环形窄缝流道的换热系数不仅降低,而且随雷诺数的变化趋势也较平缓;外套管管间流道的换热系数降低,但变化趋势与普通流道相同.根据试验数据,采用分离系数法,拟合出了不规则环形窄缝流道和外套管管间流道的换热公式.     

基于不同截面形状的螺旋弹性管束换热器传热特性分析EI北大核心CSCD

为探究截面形状对螺旋弹性管束(spiral elastic tube bundle,SETB)换热器传热性能的影响,基于四种截面形状(四边形、六边形、椭圆形和圆形),采用双向流固耦合计算方法,对单层四螺旋弹性管束在不同入口速度条件下的振动和传热特性进行了研究。结果表明:不同截面形状的螺旋弹性管束在换热器内不同安装位置的振动响应有明显的不同。截面为椭圆形的螺旋弹性管束在振动和不振动条件下的传热系数最高,管束圆周上的局部传热系数最大,说明管束截面形状为椭圆时的传热性能最佳。振动能够实现强化传热,但振动剧烈的螺旋弹性管束其传热性能并不一定最佳,在进行螺旋弹性管束换热器设计时,并不是要一味追求高强度的振动,还要综合考虑螺旋弹性管束的安装位置和截面形状。     

具有内外流的换热器管束动特性分析

利用大型有限元程序Ansys的参数化设计语言（APDL），对模型进行智能化网格剖分、材料参数设定、模型几何参数设置，完成了充满液体单管的建模和多种节径比的正方形排列管束的建模，并采用流固耦合法进行了动特性的计算。通过计算结果分析，得出了一些有价值的结论，可供从事换热器等化工设备设计的工程技术人员参考。     

折流板对改进型平面弹性管束换热器传热特性的影响EI北大核心CSCD

基于传统平面弹性管束(plane elastic tube bundle,PETB)换热器,通过进行结构改进,提出了一种改进型PETB换热器。研究了折流板结构参数(高度和弧度)对改进型PETB换热器传热特性的影响。结果表明:随着折流板高度增加,内部传热元件的振动强度减小,传热元件的振动强化传热性能和换热器的综合传热性能均提高。当比例因子由0.70增加到0.80时,监测点的振动幅值降低7%以上;振动条件下传热元件的平均努赛尔数提高5.50%,换热器的综合传热性能评价指标(performance evaluation criteria,PEC)提高1.42%。折流板弧度的变化影响传热元件的振动强度和传热性能,当折流板弧度为10°时,监测点的振动最剧烈,传热元件的振动强化传性能和换热器的综合传热性能均最高。与弧度为0°和20°相较,监测点的振幅最大分别提高6.27%和6.63%;振动条件下传热元件的平均努赛尔数分别提高2.91%和2.78%,换热器的综合传热性能评价指标PEC分别提高0.83%和3.23%。     

脉动流发生装置诱导弹性管束振动的实验研究

为了实现对换热器内弹性管束振动的有效激发和控制,提出了一种新型脉动流发生装置,搭建了脉动流诱导弹性管束振动测试实验台,测试了换热器内各排弹性管束在不同工况下的振动响应。结果表明:在脉动流发生装置诱导下,弹性管束主要有两个振动频率,一个频率基本不受入口流速的影响,另一个频率随入口流速的增加而增加;提出的脉动流发生装置,一方面使弹性管束的振动强度明显增加,另一方面在一定程度上解决了各排弹性管束振动不均的问题。     

管壳式换热器管束加工工艺要点分析

对换热器管束加工工艺进行有效控制,并实践论证管板焊接、换热管装配、薄壁换热管胀接的加工工艺,从而解决换热器管板变形及换热管胀接失效问题。     

换热器热传递的有限元分析

 换热器的设计涉及许多因素,而热传递能力是检验换热器结构设计成功与否的重要标准.从理论上难以准确计算出换热器的传热效率,所以提出利用ANSYS有限元分析软件来研究换热器的热交换过程.剖析系统的热传递原理,对换热器进行优化建模,加载热载荷,并得到换热器的温度场分布;由分析结果可以看出换热器能够满足系统要求,使系统重新达到热平衡.换热器的换热性能得以肯定,继而说明了换热器的结构设计是可行的,并为后一步的优化设计奠定了基础.     

列管式换热器中管板与换热管束胀焊结合连接工艺分析

列管式换热器的运行,主要就是通过管箱设备、管板设备、换热管束设备与壳体设备等零部件,形成不同的流体,在换热管内部与外部流动,有利于对热量进行交换处理。但是,在换热器实际应用期间,由于换热管的数量较多,经常会导致管子与管板的制造难度提高,无法保证其工作效果。因此,在实际制作期间,需要积极应用先进的胀焊结合连接工艺开展制作工作,保证其制作质量符合相关规定,为其后续使用奠定基础。     

考虑双向流固耦合的换热器弹性管束流致振动特性三维数值模拟研究EI北大核心CSCD

为研究换热器管束的流致振动特性,开展了考虑双向流固耦合情况下的换热管束三维数值模拟研究。建立换热管及管内外流域的三维有限元模型,计算单、多跨换热管的固有频率,考虑到换热管与支撑板之间的有效支撑具有随机性,对支撑板失效情况下的四跨管固有频率及振型进行了计算。在此基础上,针对单、多管与管外流域进行双向流固耦合数值模拟分析。结果表明:计算得到的固有频率与理论值误差基本低于3%;同阶固有频率随着支撑失效个数增多而降低;单、多跨管的振动频率与之升、阻力频率一一对应;多跨管对称跨的振动位移曲线形状相似且幅值相近;管束间距越大,管子之间相互影响越小,振动位移曲线越易出现Strouhal振型。     

超临界甲烷在印刷电路板换热器中加热过程模拟

印刷电路板换热器(Printed Circuit Heat Exchanger,PCHE)是一种新型微通道换热器,其换热的高效性和集成性非常适合用于LNG接收站的中间流体换热器(IFV)中。对超临界甲烷在PCHE中的对流换热进行数值模拟,研究了质量流量、入口压力、热通量及通道形状对微通道内甲烷换热系数的影响。结果表明,表面换热系数随温度的变化先增大再减小,并在假临界温度处达到最大值;PCHE半圆形通道内的换热特性高于普通圆形通道;其换热系数随流速的增加而增加;随热流密度的增加而增加;压力对换热特性的影响与介质所处的温度区间有关。     

内压缩空分流程的技术分析

介绍了内压缩空分氮气循环和空气循环两大类流程的特点。各类流程主要参数的确定方法。最后对两大类流程进行了比较。     

浅谈几种换热器在石油化工行业的应用

近年来,随着我们石油化工行业的快速发展,换热器已经成为石油化工行业中一种常见的换热设施,在石油化工行业中得到广泛的应用。本文主要介绍了板式换热器、热管换热器和高通量换热器的特点和应用领域,并且详细阐述了高通量换热器的应用和发展。     

铜翅片换热器开发应用的分析Ⅰ--铜、铝翅片换热器性能对比

从翅片效率、单个换热单元的传热系数和整个换热器的换热量三个方面对不同翅片结构、不同管子结构和不同工况下的翅片管换热器由铝翅片换为铜翅片前后的换热特性和成本进行了分析比较：详细给出了各个结构和工况参数单独变化对换铜前后的翅片效率、单位制冷剂侧换热面积上的总传热系数和换热器换热量的影响规律。分析结果发现，翅片越薄、越高，管外径越小，风速越大时，换铜后的翅片管的换热能力增强越大，成本增加越小。在所选择的结构和工况范围内，铜管铜片换热器比铜管铝片换热器的翅片效率约提高0．938％～29．86％、总传热系数约提高9.88％～23．276％、总换热量约提高0．112％～22．3％；对于典型的1.1kW空调器的蒸发器，材料成本约增加8～42元，体积可最多缩小18％。     

场协同原理在强化换热器传热中的应用与分析

以提高翅片管式换热器的换热性能为研究对象,根据场协同原理（在相同的速度和温度边界条件下,对流换热的性能取决于流体速度场与热流场协同的程度）,将换热器的基管由圆管改为椭圆管来提高换热器的换热性能。计算结果表明,其换热系数提高15％,阻力系数降低18％,对强化换热器的热力性能有一定的参考价值。