换热器各流路对壳侧气液两相流动特性的影响

针对工业中广泛应用的管壳式换热器，应用空气-水两相混合物实验研究了壳侧旁路，泄漏流对气液两相流体流动特性的影响，以Ishihara两相流动模型为基础，建立了以横掠管束的主流路为基础的错流区通用两相压降计算关联式，通过错流区，泄漏流的分相流动模型，分析计算了主流路，旁路，泄漏流中气液分布，也分析了泄漏流对壳侧单相，两相总流量在各个分流路的流量分配影响，研究表明，主流路和旁路中气液各自占相应总流量的比例在不同的流型下明显不同，且比例值的波动范围较大，气液流量的分布在壳侧是不均匀的，折流板/换热管之间的泄漏流对壳侧的两相流动特性影响较小，而折流板/壳体之间的泄漏流影响较大。     

管壳式换热器壳侧气液两相流动和传热的数值模拟研究

采用数值模拟方法,使用FLUENT对管壳式换热器壳侧的两相流动及相变传热进行了模拟计算.根据壳侧流体流动特点,选定合适的湍流模型、两相流模型为混合物模型,并根据汽水转化公式编写了自定义函数UDF来描述相变过程质和量的传递.对管壳式换热器壳侧的流体介质换热发生相变并产生气液两相流动进行了三维的数值模拟研究.得到了管壳式换热器壳程的速度场、温度场、压力场及气液各相的分布情况,对壳侧气液两相流动及相变换热进行了分析.对具有相变情况下的管壳式换热器的结构设计起到参考指导作用.     

壳侧气液两相流沿水平方向横掠水平管束截面含气率的预测

本文在实验研究的基础上,结合前人的研究结果,将预测管内平均截面含气率的理论模型经适当修正后,提出了预测带的流板的管壳式换热器壳侧气液两相流沿水平方向横掠水平管束截面含气率的理论模型。结果表明,该模型能很好地预测壳侧顺排和叉排水平管束中不同物纱两相流体的平均截面含气率。     

壳管式换热器壳侧汽液两相流场三维数值模拟

利用商业软件FLUENT所提供的多相流模型、UDF(用户自定义函数)以及相关的数值方法,对壳管式换热器内部的汽水两相流场进行了数值模拟.结果表明,汽相主要集中在换热器上部,尤其是接近上端封头处壳侧内高温蒸气聚积严重,在顶部高温段加绝热套管后,可显著改善顶部流动,减少高温蒸气集聚,其热流率增加达13.04%,流量增加5.18%,出口蒸气体积分数降低4.34%,换热性能明显提高.研究结果将有助于对壳管式换热器内部流动的认识,并作为设计与结构优化的参考.     

管壳式换热器壳程强化传热技术研究

介绍了管壳式换热器壳程强化传热方面所展开的研究工作及取得的成果，指出了强化传热技术的研究方向。     

液幕状气液两相流流动特性的实验研究

提出了一种名为“液幕状气液两相流”的新流型。对液幕状气液两相流的流动特性进行了实验研究,着重研究液幕状气液两相流的床层高度和阻力特性以及气相和液相流动速度之间的关系,得到了当量床层高度、实际床层高度以及液幕床层阻力系数计算的关联式。这些关联式为液幕状气液两相流的研究提供了基础性的科学实验数据。     

卧式螺旋管气液两相流摩擦阻力特性研究

在２种不同尺寸的卧式螺旋管内进行了油－气、气－水两相流和油－气－水三相流摩擦阻力的实验研究，在对实验结果和前人有关研究进行分析比较的基础上，给出了各流动条件下摩擦阻力的计算公式，为进一步研究提供了依据和基础。     

管壳式换热器壳侧强化传热与管束支撑方式的研究进展

从管壳式换热器壳侧管束支撑方式和强化传热的角度,综述了从弓形折流板换热器、折流杆式换热器到螺旋折流板式换热器的研究进展,特别介绍了一种适合正三角形布管的三分螺旋折流板换热器的新型结构,并指出非连续折流板螺旋换热器中相邻折流板形成的三角区的泄漏是方向指向上游的有益流动,而目前常用的螺旋折流板轴向搭接方案则开启了一条指向下游的旁通捷径,将影响绕行主流正常流动和传热。     

流化床气液两相流数值模拟研究

文中利用Fluent软件对流化床反应器内气液两相流进行数值模拟,通过改变进气速度、气泡直径来研究操作参数对流化床反应器内气液两相流速度场和气含率的影响。从模拟结果分析比较可以看出,增大进气速度能够增加液相循环速度和气含率;减小气泡直径能够增加反应器内气含率,但会降低液相循环速度。研究结果对流化床反应器的设计及应用具有一定的参考价值。     

气液两相气井井底流压计算模型研究

对于高温高压气井,出于工艺及安全的方面,无法将压力测试仪器下入井底,目前获取气井压力资料主要依靠地面数据,通常需要将井口获得的压力值换算为井底压力值。主要通过阐述井底压力梯度方程的求解方法,利用Beggs-Brill模型,计算气液两相管流的特性参数,对提高工艺成功率具有十分重要的意义。     

Modeling for shell-side pressure drop for liquid flow in shell-and-tube heat exchanger

A theoretical model for shell-side pressure drop has been developed. The model incorporates the effect of pressure drop in inlet and outlet nozzles along with the losses in the segments created by baffles. The results of the model for Reynolds numbers lying between 10³ and 10⁵ match more closely with the experimental results available in the literature compared to analytical models developed by other researchers for different configurations of heat exchangers.     

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。     

三分螺旋折流板换热器壳侧二次流的寻踪

对倾斜角20°有34根管子的周向重叠三分螺旋折流板换热器进行了数值模拟研究,通过在三分螺旋折流板换热器壳侧通道内偏心纵向切面和横切面以及六边形纵向切面上速度矢量流场和压力云图的叠加展示,不仅呈现了壳侧总体螺旋速度的周向分量的轨迹,而且从所呈现的轴向和径向速度分量揭示了二次流和相邻折流板V型缺口处逆向泄漏的踪迹.研究结果表明:流体在螺旋通道内在离心力作用下呈现向外扩张的流动趋势,然后在外围高、中心低的压力分布作用下沿着靠近折流板附近的流速较低的区域向心流动返回轴中心,形成单涡型迪恩二次流;二次流增强了流体的掺混,从而有利于强化传热.     

Experimental investigation of header configuration on two-phase flow distribution in plate-fin heat exchanger

The two-phase flow distribution in a plate-fin heat exchanger has been experimentally studied under different operation conditions. The results indicate that two-phase flow distribution is more complex and nonuniform than that of single-phase flow. The distribution uniformity of liquid-phase deteriorates with the decrease of Re_gas and Re_liq. The distribution uniformity of gas-phase deteriorates with Re_liq, but improves with Re_gas. The improved header with perforated baffle can effectively improve the uniformity of two-phase flow distribution and dryness distribution. The values of S_liq, S_gas and S_dry decrease by 5.4–44.0%, 4.7–35.0% and 11.7–30.0%, respectively. The conclusion is of great significance in the optimum design of plate-fin heat exchanger.     

混装板式换热器的流动阻力试验测试与分析

针对板式换热器无法保证换热面两侧流体的流动阻力完全相同,把板式换热器受涨侧和受压侧流动阻力合并为一个处理阻降来解决。通过实验对不同混装方式的板式换热器进行流动阻力测试,采用数据分析及公式拟合的方法,得出混装板式换热器流动阻力的主要影响因素是混合流道所占的比例,并利用线性拟合的方法,得到流动阻力的计算方法,从而确定板式换热器混装中流动阻力。     

倾斜下降管内气-液两相流流型PSD特征

气液两相流的流型对其流动和传热特性有很大影响，所以如何确定流型一直是两相流研究中的重要课题。对倾斜下降管内气液两相流流型的鉴别进行了实验研究。结果发现：利用压差的时域信号和信号的功率谱密度函数(PSD)，可以客观地判别流型。     

紧凑式两相换热器中管式换热元件沸腾传热实验研究

以烃类物质（丙烷和正戊烷）作为工质,进行了紧凑式换热器中带有加工配置表面的管式换热元件池沸腾实验研究。其中,单管实验温度工况为２５３Ｋ￣２９３Ｋ（饱和工质）。实验中所采用的换热元件为重入式结构加工配置表面的强化传热管和光管以及低助管。针对由４５根光管或带有加工配置表面的管子所构成的叉排管束进行了实验研究,实验工质为丙烷和正戊烷,实验温度分别为两种工质在２６３Ｋ和３０８Ｋ之间的饱和和温度。并将所得实     

同轴径向热管换热器壳程流场数值模拟

基于多孔介质模型和分布阻力方法,引入Al-sanea和Taborek两种阻力关系式模拟同轴径向热管换热器壳程的流场。结果表明:换热器壳程静压沿烟气流动方向呈线性分布;随入口烟气速度的增加,换热器阻力损失增大、压降增大;且随入口烟气速度的增加,压降增加的速率增大。     

Study of Real—Time Simulation for Two—Phase Flow Network

To meet the need of real-time simulation for two-phase flow network in power plants, this paper presents a mathematical model based on basic principles and a numerical solution method. This model can be used to describe nonhomogeneous two-phase flow networks. The algorithm presented in this paper makes use of the sparsity, the symmetry and the diagonal dominancy of the coefficient matrix to save storage space, reduce computational time and meet the requirements of real-time simulations.     

一种新型换热器流动特性的实验研究

螺旋折流板换热器是将折流板布置成与管束有某个倾斜角度 ,流体在壳程沿着螺旋折流板呈螺旋状流动的一种新型换热器。在对几个影响螺旋折流板换热器流动特性的因素进行了实验研究后 ,本文对实验结果进行了论述和分析。