纵向多螺旋流管壳式换热器的数值模拟与优化

利用Fluent软件,对插入不同开孔尺寸螺旋扭片的纵向多螺旋流管壳式换热器的壳程流体湍流流动和换热进行了三维数值模拟。结果表明,壳程流体的流动形式与螺旋扭片的螺旋结构很相似,是分成若干流束分别沿着不同的螺旋扭片流动,这样可以提高壳程流体的湍动强度,从而有效地减薄壁面层流底层的厚度,有利于强化传热。对相同尺寸参数的换热器进行试验研究,并与模拟结果进行对比,得出如下结论:当螺旋扭片尺寸为L=100 mm、do=8 mm时,纵向多螺旋流管壳式换热器具有最好的强化传热性能;模拟结果与试验结果误差在±12%以内。     

纵向流混合管束换热器试验研究

对3种纵向流管壳式换热器进行了试验研究,结果表明,由扭曲变截面管、绕丝管和光滑管三者组成的混合管束,其总传热系数比纯光滑管管束高1.3～2.3倍。采用混合管束既可获得高的总传热系数和管内外传热膜系数,又可以使管内压降不致过大。改变扭曲变截面管与光管等不同数量的配比和布置方式,可使之满足各种强化传热和限定压降的工艺特定要求。     

螺旋折流板管壳式换热器壳程传热强化研究

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压力降的对比试验研究,测试了不同螺旋角的螺旋折流板换热器的壳程传热性能和壳程压力降,结果表明螺旋折流板换热器的螺旋流动强化了传热,且其壳程压力降比弓形折流板换热器小.     

强化传热元件与高效换热器研究进展

综述了国、内外近年来强化传热元件与高效换热器的研究概况,扼要报道了强化传热元件和高效换热器的研究进展。     

套管式折流杆管束换热器壳侧传热与流阻性能

针对普通套管式换热器的不足 ,设计了套管式折流杆管束换热器壳程内部结构。对不同内部支承结构与管束组合的套管式管束换热器壳侧进行了传热与流阻性能实验研究 ,得到了 3种换热器壳侧对流传热系数及压降随流量变化的关系曲线。实验结果表明 ,套管式折流杆螺旋槽管束换热器壳侧具有较好的传热与流阻性能。     

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。     

强化传热在换热器中的应用

介绍强化传热目的、种类及主要方法，分析了各种方法的特点及适用范围和石化生产装置上应用的可行性及发展动态。     

管壳式换热器新型强化传热技术

介绍了管壳式换热器的管程和壳程新型强化传热技术机理及其在高效换热器中的应用,并阐述了换热器的最新技术动向。     

管壳式换热器的强化传热和设计

工业生产中所用换热器的种类很多,其中管壳式换热器是目前应用最为广泛的一种。因其操作弹性大,结构坚固,能在高温、高压条件下使用,而且可供选择的结构材料范围广,适用性较强等原因,故它在工业生产中占据着主导地位。据资料表明,所有换热设备中,管壳式占整个换热器投资的50％～70％[1]。但它与一些新型高效紧凑型换热器相比,有换热效率低、设备结构不紧凑和金属消耗量大等缺点。因此,如何发挥这种换热器的优势,而又克服其缺点,是众多研究者的一个研究课题,即在换热器的设计和操作中,如何提高设备的换热能力、降低设备投资和运转费用等问题。     

高温热管换热器局部强化传热数值模拟

高温热管换热器由管内充有不同工作介质的热管组成.在不同温度区域,具有不同工作介质的热管通过管内介质蒸汽温度的可调性安全衔接在一起,管内蒸汽温度受管外流体温度场及热管内传热性能的影响很大,而热管内的传热性能又影响着管外流体温度分布.为协调管内外流体温度分布,对高温热管换热器进行局部强化传热研究,借助SINDA/FLUINT热分析计算软件合理准确预测管内外流体温度场分布,为高温热管换热器提供经济可靠的设计依据.     

管壳式换热器管子振动分析

阐述了管壳式换热器中流体诱导振动的危害性及振动的预测方法;列举了三台换热器的预测结果并作了分析;给出了影响振动的主要因素;对所用的方法作了简要评价。     

壳程轴流型换热器的优化研究

提出了壳程轴流型换热器的优化目标函数,分析了最优化条件的存在性,并对三种矩形排列的光滑管、缩放管以及花瓣管的优化程度进行了传热性能的研究,与所得实验结果进行了对比,两者结论一致。研究表明：对于相同排列的三种管子,花瓣管的目标函数最小,缩放管次之,光滑管最差;对于同一种管子,22mm×28mm排列最优,22mm×26mm排列次之,22m×m24mm排列最差.     

折流杆换热器壳程流场和温度场的数值模拟及场协同分析

在PHOENICS-3.5.1程序的基础上,引入多孔介质模型,用体积多孔度、表面渗透度和各向异性的分布阻力来处理换热器内的管束,用分布热源考虑管侧流体对壳侧流体的影响,对折流杆换热器的壳程流场和温度场进行了数值模拟,并对其温度梯度与速度矢量的夹角进行了计算。结果表明,采用换热器三维流动计算模型和kε-湍流模型能较好地模拟折流杆换热器壳侧内的流场分布。通过数值模拟可直观地了解换热器壳侧内流体的流动状态,确定流动的高、低速区。除出、入口外,换热器的场协同效果较好。     

螺旋折流板换热器折流板及定距管的计算

介绍了螺旋折流板换热器的结构特点及其螺旋折流板和定距管的计算方法     

壳程结构对换热器性能影响的数值研究

在简化模型的基础上运用CFD数值模拟方法,对比研究了螺旋折流板和弓形折流板壳程结构和流动参量的变化对换热器整体流动与传热性能的影响。结果表明,2种结构对应的壳程压力损失和换热系数均随流量的增加而增大,而螺旋折流板结构的α/Δp参数明显大于弓形折流板,体现了螺旋折流板结构的优越性。这种特点对于现有生产工艺的增容改造具有重要意义,可以在不额外增加动力设备的前提下有效满足生产需要,节省能源消耗。     

换热器壳程结焦及管束变形对策

锦西炼油化工总厂催化二装置原料－油浆换热器Ｈ－２０９／１,２壳程结焦严重,几乎堵死,且无法清除干净,管束变形也较严重,壳程的折流挡板不同程度地变形,给装置的正常生产带来一定问题。１原因分析１．１壳程结焦原料－油浆换热器结焦的焦层呈黑褐色片状,厚度平均...