管壳式换热器的简捷设计与HTRI设计对比及分析

管壳式换热器因结构简单,操作方便,材料多样化且适于高温高压的环境所以在化工行业中被普遍使用。本文分别使用HTRI软件和简捷设计2种方法对以甲醇蒸汽冷凝器为例的管壳式换热器进行设计,结果表明简捷设计比HTRI设计的传热面积大14.7%。而通过对HTRI模拟的温度分布图、流型分布图、传热系数分布图进行传热分析可知,简捷设计这类在设计过程中采取平均温度进行物性计算的传统方法与实际工业情况的偏差较大。为了更好地将理论计算与工业实际应用有效地结合,提高管壳式换热器的设计精度,可以通过对温度分布进行分段设计、改进流型分布、改良传热关联式等手段优化传统设计方法。     

管壳式换热器设计软件的开发

管壳式换热器的传统设计过程计算工作量大、效率低和设计质量不理想.本文在Windows环境中,以Visual Basic 6.0编程语言为平台,开发管壳式换热器的设计软件,集工艺计算、结构、强度设计于一体,界面友好,灵活方便.软件内设开放性数据库,实现了人机交互图表查取、辅助绘图以及设计文件的自动生成.软件计算准确,可供工程设计或教学使用,也可供类似软件的开发借鉴.     

换热网络综合中管壳式换热器设计研究进展

管壳式换热器应用广泛尤其是对其设计的研究,回顾了近年来单台管壳式换热器的工艺设计方法,并指出这些方法难以兼顾换热网络的节能降耗。许多研究者,在换热网络最优综合的同时提出了多种面积裕量优化设计方法,虽然考虑了换热网络中各换热器换热面积的优化,但并未考虑换热器的选型与详细设计。近年来,也有研究者基于换热网络综合进行管壳式换热器的详细设计研究,同步优化换热网络和单台换热器的设计,但这些方法均是在给定的工况条件下进行设计,考虑到实际生产中工况条件经常发生变化,单台换热器的设计均采用超余设计难以保证总费用最小。最后,在此基础上,提出一种从灵敏度分析的角度出发以总费用最小为目标基于换热网络综合的管壳式换热器详细设计思路。     

精馏塔设计过程的新Gilliland关联式研究

对于多组元物系分离精馏塔,理论板数(N)、最小理论板数(N_(min))、回流比(R)、最小回流比(R_(min))的关系符合Gilliland关联曲线。为适应计算机在精馏设计过程中的应用,目前国内外已提出了许多不同类型的Gilliland关联式。本文首先归纳分析了已有关联式的应用范围及优缺点,然后利用Origin软件采用最小二乘法对原始的Gilliland实验数据进行回归得到了一种新Gilliland关联式。最终将新Gilliland关联式计算的理论板数与已有实例数据、已有关联式计算的理论板数进行比较,结果表明新Gilliland关联式准确性好,形式简单,且满足边界条件。     

小尺度管壳式换热器管程流场的数值仿真

换热器的管间距直接影响其换热效果.针对其尺寸的设计一向受到重视的问题,为改善实验周期长、条件有限的现状,通过合理的简化,建立了小尺度管壳式换热器管程流动的物理模型和数学模型,利用CFD软件FLUENT,基于结构化网格的有限体积法,运用RNG k-ε模型,在入口速度为0.6m/s及通流面积不变的情况下,分别针对三种不同结构的管程流体流动进行了仿真,得到三种结构下的流场、压力场和涡量场的分布.仿真结果表明,随着管间距的增大,管程流体流动的阻力亦有随之增大的趋势,流动趋近平稳,但换热效果随之降低,为工程设计提供了实际的依据.     

基于两相流型的EDR和HTRI计算立式热虹吸再沸器结果分析

EDR和HTRI是换热器设计、校核和模拟中广泛使用的软件,但是,当传热温差较大时,两款软件在立式热虹吸再沸器的计算中结果差异很大。基于EDR和HTRI对某项目的三台立式热虹吸再沸器进行的严格计算和参数优化,并通过再沸过程中气液两相流流型的分析,对两款软件的计算结果存在差异的原因进行了详细的剖析,确定了差异产生的原因是由于两款软件对于再沸器换热管内气化流型设置的不同造成的。与EDR不同的是,使用HTRI计算时会出现膜状流,降低对数平均温差是一个避免产生膜状流的有效手段。建议使用过程中结合生产经验数据,确定合适的总传热系数,从而选用需要的换热面积;或从工程设计的角度出发,采用传热系数较低的设计方案。     

T2铜管与Q345R管板胀接施工技术

分析了高效冷却器的制造任务关键,由于T2铜换热管与Q345R管板材料的性能差异较大,焊接时易产生焊接裂纹,影响接头质量,胀接则不存在此问题。为保证产品顺利按期交付并使质量达到各项指标要求,针对T2铜管与Q345R管板胀接施工工艺进行了设计,包括胀接设备、胀接顺序、胀接参数、胀接准备以及施工质量要求等内容。该高效冷却器的制造为管壳式换热器Q345R管板与铜换热管的连接施工积累了经验,为同类换热器的制造提供了参考。     

管壳式换热器温度传感器测量的准确性校正

对于工业余热吸收式制冷系统中管壳式换热器温度参数测量不准确的问题,首先可以通过多点标定Pt500温度传感器测出的数据得出T-R特性关系,然后对此特性关系分段进行最小二乘法拟合,利用误差评估原理,确定出对Pt500温度传感器最佳的校正方程.最后,经试验验证实测T-R特性关系与此校正方程的逼近度最高,从而明显地提高了工业余热吸收式制冷系统管壳式换热器的温度测量的准确度.     

HYSYS软件在化工原理课程设计中的应用

阐述了如何在化工原理课程设计过程中应用HYSYS软件。在给定的理论板数下,利用软件中的精馏塔和换热器模型及自带的Spreadsheet工具求得回流比、塔径、换热器面积及公用工程耗量,进而计算出年总费用。根据年总费用最小的原则确定最优的回流比,进而得到设备设计所需的全部工艺数据。利用上述方法,课程设计中的工艺计算可由软件完成而无需手算,提高了设计效率和质量,也为学生的化工设计生涯打下坚实的基础。     

螺旋缠绕管式换热器传热性能优化与计算程序开发

螺旋缠绕管式换热器作为新型换热设备,与传统换热器相比,更为紧凑的管排列方式,增大了设备单位体积内的传热面积,且流体流动过程更易多流股化,从而提升传热综合效率;对设备的传热特性进行研究并与计算机技术相结合实现性能优化与计算方法改善,对于实际设备设计生产与使用具有重要意义;通过计算流体力学（CFD）方式,对螺旋缠绕管式换热器进行简化计算模型结构工作并开展数值模拟,研究不同管排列方式,相邻管层间距,壳程流速,换热管使用材料在设备换热性能方面的影响情况,得到设备优化结构,实现设备性能提升;选定管内径,管缠绕圈数,壳程流速以及管缠绕半径四个因素及其相对应水平参数开展正交试验,并分析单因素对于绕管式换热器综合传热性能PEC的影响情况及各因素的主次程度;运用Visual Basic语言进行计算程序开发,通过对流体物性参数,管内径,管缠绕圈数,管程数等进行输入并自动计算,实现压降,传热系数,综合性能指数等结果的可视化,提高后期设计工艺计算精度。