螺旋折流板换热器在发电厂应用的可行性

性能试验和数值模拟计算都表明,三分周向重叠螺旋折流板换热器是一种适合正三角形布管的自然分隔、可抑制逆向泄漏、零件较少、且其壳侧换热系数和单位压降的壳侧换热系数指标较高的结构型式。不仅可应用于发电厂的油冷却器、闭式冷却器等单相流体传热场合,而且可利用倾斜折流板的疏液和螺旋通道中离心力分离汽液作用来强化立式给水加热器的壳侧传热,为推广应用可以节省占地面积且维修方便的立式给水加热器开拓了新思路。     

螺旋折流板换热器的制造技术研究

螺旋折流板换热器是一种新型高效换热器,具有壳程流动阻力小,换热效率高,抑振和防垢性能好等优点,已经引起了越来越多研究者的关注.介绍了非连续螺旋折流板换热器和连续螺旋折流板换热器的制造技术,可以更好地促进螺旋折流板换热器的研究.     

不同螺旋角螺旋折流板换热器传热性能对比实验

对螺旋角为8°、12°、18°、30°、40°的螺旋折流板换热器进行了壳程传热性能和压力降测试,得到了相应结构下的总传热系数和压力降。然后通过对试验数据的整理分析,并进行曲线回归,得到了不同螺旋角的螺旋折流板换热器换热系数和压降经验计算公式。研究表明,实验条件下,30°螺旋角的螺旋折流板换热器的单位压降传热系数要优于8°、12°、18°、40°螺旋角的螺旋折流板换热器的传热系数。     

特种材料螺旋折流板高效换热器的研究

介绍了钛、锆高效波纹管与螺旋折流板新型结构的高效换热器的研发情况,实践证明,与传统的管壳式换热器相比较,特种材料螺旋折流板高效换热器具有传热系数高、压降低、防振动及适用范围广的优点,且增产节能效果明显,同时节省原材料投资.     

不同螺旋角度螺旋折流板换热器传热性能与压降的研究

本文对螺旋折流板换热器和传统的弓形折流板换热器进行了壳程传热性能和压降特性的对比，同时通过实验方法对8°、12°、18°、25°、30°、40°螺旋角无搭接的螺旋折流板换热器进行了壳程传热性能和压降特性的研究，得出螺旋折流板换热器的螺旋流动强化了传热，螺旋折流板换热器的压降比弓形折流板换热器的压降小。     

三分螺旋折流板换热器壳侧传热特性试验

对倾斜角为20°、24°、28°、32°单头和32°双头周向重叠三分螺旋折流板换热器和作为对照的弓形折流板换热器的水-水传热和压降性能进行了测试;得到了总体传热系数K、壳侧换热系数ho、壳侧压降Δpo等参数和ho/Δpo综合性能指标随壳侧流量的变化曲线。试验结果表明倾斜角20°方案的性能指标均好于其他方案,且其壳侧换热系数和单位压降的壳侧换热系数综合性能指标比弓形折流板换热器方案平均分别高出25%和100%以上。     

不同折流板换热器的传热与流阻性能对比

以柴油(水)为工质,在流量范围为4m^3／h≤W0≤19m^3／h内,用两种不同壳体结构的折流板换热器进行对比试验。研究得到了两种换热器的壳侧传热膜系数和流动阻力随流量变化的关系曲线。研究结果表明：在该试验条件下,螺旋折流板换热器的壳侧传热膜系数比弓型折流板换热器高33％-136％,具有较好的强化传热效果,而壳侧流动阻力则比弓型折流板换热器低15％-35％。螺旋折流板换热器具有较好的传热与流阻特性,用于石油、化工等领域具有广阔的前景。     

折流板位置对换热器性能的影响

采用FLUENT数值模拟方法,研究了简化模型下弓形折流板和螺旋折流板换热器,对应于不同间距/螺距时,流动参量的变化对换热器整体流动与传热性能的影响,进而研究非等距换热器.结果表明,两种结构对应的壳程压力损失和换热系数均随壳程流量的增加而增大,而螺旋折流板结构单位压降下换热系数大于弓形折流板,并且其性能受折流板螺距变化的影响较小,体现了螺旋折流板结构的优越性.为进一步研究非等距型换热器提供了依据.     

连续螺旋折流板换热器动态特性研究

建立了可进行壳管式换热器动态特性试验研究系统,通过试验研究的方法对水-油为换热工质的连续螺旋折流板换热器动态特性进行了试验研究,进口流量扰动为等百分比流量特性,研究了四种流量扰动方式下水和油出口温度的动态响应。同时研究了在一定R e下,不同的流体扰动量对换热器进出口温升的影响,得到了换热器进出口温升与流体扰动量之间的关联式。实验表明,较于气体而言,液-液换热系统温度的动态响应时间比较长,研究发现在正负的流量扰动下,螺旋折流板换热器进出口温度变化呈现线性变化,进出口温升在正负流量扰动下其变化曲线具有对称特征。     

三分椭圆螺旋折流板换热器

螺旋折流板换热器是以很小的压降实现强化传热的新型换热设备,但已有的1/4椭圆螺旋折流板方案不适合用于占管壳式换热器绝大多数的正三角形排列布管方案.文中介绍一种新型螺旋折流板换热器,由每层3块三分椭圆折流板首尾相接而形成壳侧螺旋通道,每块折流板的边都位于管束的自然间隔中.由于每块折流板的基准边与椭圆之长轴重合或平行,并与正三角形排列布管的各管孔的一条中心连线平行;另一条边也与另一方向的管孔中心连线平行,因而其管孔的定位划线和制造容易实现.     

泄流槽式螺旋折流板换热器传热系数与压降实验研究

以螺旋角25°为例,研究了泄流槽式螺旋折流板换热器传热系数与压降的变化,并给出了泄流槽螺式旋折流板换热器的传热系数与压降相关的计算公式。该结果可为系统仿真和泄流槽式螺旋折流板换热器的设计计算提供借鉴。     

水-油连续螺旋折流板换热器热力性能研究

利用计算流体力学(Computational Fluid Dynamic, CFD)方法,针对连续螺旋折流板换热器建立物理模型和数学模型,在管侧介质为水和壳侧介质为原油条件下,研究不同原油流量及螺旋角对螺旋折流板换热器内部流场、换热性能及阻力性能的影响,并拟合了水油换热时螺旋折流板换热器的Nu、f与Re的关联式。结果表明：22°螺旋角的螺旋折流板换热器与其它较小螺旋角换热器对比,壳侧压降和换热系数逐渐减小,综合换热性能最佳。通过对壳侧原油为层流状态下的阻力系数和对流换热系数关系式进行拟合,更好地指导水-油连续螺旋折流板换热器的热力设计。     

螺旋翅片管换热器设计校核计算软件开发

换热器在各类工程中应用十分广泛,而换热器的设计和校核工作量大,计算所需参考图表和资料多,效率普遍不高。基于前苏联锅炉计算方法 73标准、锅炉水力特性计算标准和锅炉空气动力计算标准为依托,以Fortran90作为程序开发语言,开发了螺旋翅片管换热器设计校核计算软件。该软件将换热器的结构参数和设计指标作为输入数据,直接输出传热和阻力的计算结果。软件计算结果与换热器实际测量值误差在3%以内。     

螺旋通道内受限外流传热和阻力特性的数值模拟

通过三维数值模拟,对不同螺旋角度(15、20、30、40、45、50、60°)的螺旋通道内受限外流传热和流动特性进行了研究,提出了在一定的Re数范围内(0.8×104≤Re≤6×104)的优化形式,从而改善管壳式换热器壳侧流动和传热。研究结果表明,螺旋通道内受限外流形成理想的柱塞流,流道内速度分布均匀,有效地减小和消除了流动死区;与垂直折流板形成的"Z"字形受限外流相比,在相同的压降梯度下具有较高的传热系数,具有明显的节能效果。在研究的Re数范围内,当螺旋角α=45°时具有最佳的传热和阻力综合性能。研究结果可为管壳式换热器壳侧高效低阻结构设计和进一步优化提供理论依据。     

余热回收用热管及热管式换热器的研究

简要介绍了热管及热管式换热器的工作原理,热管式换热器在工业余热回收中的应用,以及热管式换热器运行过程中防止积灰和低温腐蚀等问题的有效措施。     

双管程热交换器换热特性研究

通过对双管程热交换器结构和工作原理介绍,利用经典对流换热理论,采用定性判断和定量比较的方法,分析双管程热交换器与管壳式换热器的换热能力。对双管程热交换器而言,换热能力上,竞争优势明显;流动阻力上,无明显优势。在低品位能源余热利用方面,对深化双管程热交换器的研究,优化设备结构、降低成本有一定意义,值得工程技术人员借鉴与参考。     

螺旋管换热器防止蒸汽随凝水排出的方案研究

螺旋管换热器是一种新型高效换热器．蒸汽流失是影响其换热效率的重要因素。本文介绍了此种换热器的基本工作原理和应用,并提出了几种防止蒸汽随凝结水排出的技术方案。     

螺旋板换热器板长计算方法的改进

提出了一种全新的、基于螺旋线方程的螺旋板换热器板长解析计算方法。给出该算法的计算公式以及公式的导出过程，并结合具体算例对新算法与传统算法的计算结果进行了比较。新算法简单、实用，而且可以方便地实现任意螺旋角条件下,由螺旋角到板长和由板长到螺旋角的正逆双向计算。图3表1参4     

螺旋翅片管束传热和阻力特性的试验研究

对13个不同翅片间距、翅片高度、横向管间距、纵向管间距的螺旋翅片管束换热器在不同雷诺数条件下的传热和阻力特性进行了试验研究,得出了翅片间距、翅片高度、横向管间距、纵向管间距及雷诺数与换热特性Nu和阻力特性Eu的准则关系式,并对准则关系式进行了分析.结果表明:随着横向管间距和翅片间距的增大,螺旋翅片管的传热得到强化,但随着纵向管间距和翅片高度的增加,螺旋翅片管的传热有所减弱;随着横向管间距、纵向管间距和翅片间距的增大,螺旋翅片管的阻力减少,但随着翅片高度的增加,螺旋翅片管的阻力增加.     

螺旋折流板管壳式换热器壳程传热性能及压降的研究

本文对螺旋折流板换热器和传统的弓形折流板换热器进行了壳程传热性能和壳程的阻力的对比,同时通过实验方法对25°、40°螺旋角的螺旋折流板和弓形折流板换热器进行了壳程传热性能和壳程阻力的研究,得出螺旋折流板换热器的螺旋流动强化了传热,螺旋折流板换热器的壳程阻力比弓形折流板换热器的壳程阻力小。