管壳式换热器壳程流动和传热的三维数值模拟

提出了一种管壳式换热器壳程单相流动和传热的三维模拟方法 .用体积多孔度、表面渗透度、分布阻力和分布热源来考虑壳程复杂几何结构造成的流道缩小和流动阻力、传热效应 ,通过数值求解平均的流体质量、动量、能量守恒方程 ,得到壳程流动和换热的分布 .用该方法对一实验换热器进行了流动和传热的模拟 ,计算结果和实验结果吻合良好 .     

管壳式换热器壳程特性数值模拟

通过合理简化,建立管壳式换热器的实体模型,用大型CFD（computational fluid dynamics）软件FLUENT对于管壳式换热器壳程的流体流动与传热性能进行数值模拟研究.利用判断周期性充分发展段的3个主要特征,分别从压力差、无因次温度、速度3个方面,分析具有不同流体速度、不同流体介质、不同折流板间距时几种折流板管壳式换热器模型的进出口段对于壳程流体流动与传热性能的影响.结果表明,管壳式换热器结构一定的情况下,进出口段对壳程流体流动和传热周期性充分发展段的影响长度不随壳程流体性质、流动速度的变化而变化;随着折流板间距与筒体内径的比值增大而增大.     

管壳式换热器壳侧湍流流动与换热的三维数值模拟

综合应用体积多孔度、表面渗透度和分布阻力方法建立了适用于准连续介质的N-S修正控制方程.用改进的k-ε模型考虑管束对湍流的产生和耗散的影响,用壁面函数法处理壳壁和折流板的壁面效应, 对一管壳式换热器的壳侧湍流流动与换热进行了三维数值模拟.对计算结果进行了归纳,并与换热器冷态实验、前人的研究结果进行了对比分析,从而证明了该方法能更有效地模拟管壳式换热器壳侧的流动特性,压降实验数据和计算结果符合良好.     

小尺度管壳式换热器流动和传热数值模拟

通过对称性简化,建立了小尺度管壳式换热器的传热模型。基于Simple算法,采用RNG k-ε方程、多孔介质模型和增强壁面函数法,结合有限体积法及结构化网格对控制方程进行离散,求解三维N-S方程和能量方程模拟了流体在壳程流动的传热过程,在管径不变的情况下,针对节径比分别为1.2、1.4和2.0下的流场及温度场的总体分布规律进行分析,对影响其传热性能的关键因素进行了探讨。结果表明:在相同边界条件下,设计较小的节径比,易在管壁周边形成涡流,换热器的传热性能指标较高,但湍流强度过大,流体剧烈冲刷管束,将对设备的寿命产生影响。     

管壳式换热器壳程入口防冲板设置的振动分析

根据管壳式换热器的壳程工艺参数,对壳程入口防冲板的设置问题进行讨论,分析可能诱发管束振动的原因;针对壳程入口设置防冲板与不设置防冲板2种情况分别进行横流速度和管束频率的核算,根据计算结果判断2种情况下换热管束的振动情况。结果表明:防冲板的设置导致入口局部横流速度增加,易诱发管束振动。在设置防冲板时应充分考虑防振措施,以及进行防冲板的优化设计,从而降低管束振动的可能性。     

基于FLUENT的管壳式换热器数值模拟研究

利用GAMBIT软件,建立管壳式换热器壳程流场简化模型,进行网格划分并设定各边界;利用FLUENT软件,进行有限元计算。通过设定求解器类型、具体边界条件值以及松弛因子,对模型进行迭代计算。对壳程流体的压力场、温度场和速度场的特点进行了分析,可为管壳式换热器的设计和使用提供参考。     

管壳式换热器流体流动与耦合传热的数值模拟

结合化工行业中使用的某型号管壳式换热器的结构图和工艺参数,对换热器的结构进行了合理的简化,利用ANSYS参数化建模方法建立了管壳式换热器的参数化模型。在ANSYS FLUENT14.0数值模拟软件中对换热器的流体流动以及耦合传热进行了数值模拟,得到管程和壳程流体的流速分布、压降情况、温度场变化的细节信息。该工作对于设计传热效率高、流体阻力小的换热器进行了有益探索。     

基于Fluent的管壳式换热器壳程流体流动与传热数值模拟

采用Fluent参数化建模方法建立了管壳式换热器的参数化模型。利用Fluent软件,对管壳式换热器壳程流体的流动与传热进行了数值模拟计算,得到了不同折流板缺口高度及入口流量情况下换热器壳程流体的温度场和压力场,给出了缺口高度在0.2D~0.4D变化时换热器的性能曲线,得到了最优缺口高度,并对换热器的结构优化提出了改进措施。     

FLUENT软件模拟管壳式换热器壳程三维流场

基于各向异性多孔介质与分布阻力模型、修正k-ε模型和壁面函数法,对普通管壳式换热器壳程流体的流动与传热,利用FLUENT软件进行了三维数值模拟。计算了不同流体初速下,管壳式换热器壳程的速度场、温度场和压力场,计算结果与实际情况相符,得到了有参考价值的结论。     

管壳式换热器壳侧不同折流板形式下流体流动与传热数值模拟

利用Ansys Fluent软件对小型管壳式换热器壳侧流体流动和传热进行了数值模拟,考察了单弓形、双弓形和圆环—圆盘三种形式的折流板在不同流量下的流场、温度场和压力场。分析了不同折流板形式在不同流量下对压力降和传热系数的影响:流量越大,压降和换热系数越大;在相同的流量下,单弓形折流板的压降最大,换热系数最小,另外两种折流板在压降和换热系数上没有明显的区别。而且单弓形折流板的压降和换热系数数值模拟结果与实验吻合较好,从而也证实了数值方法的可靠性。     

结垢对管壳式换热器流动换热影响研究

针对管壳式换热器结垢中涉及到的传热问题,建立了管壳式换热器三维的简化数理模型,采用有限体积法结合壁面函数法对管壳式换热器内流动传热过程进行数值模拟。研究结果表明,污垢量对管壳式换热器内流动传热过程影响较大,结垢量增加,结垢侧进出口压降增加,换热性能降低。     

管壳式换热器壳程流动与传热的数值模拟与验证

针对目前管壳式换热器中微小流路建模和分析的缺失,采用“分段建模,整体综合”的模拟方法成功地开发了小间隙流路A和E的建模技术,建立了既包含主体流路（B、C）,也包含微小泄漏流道（A、E）的全流路管壳式换热器流动与传热模型,得到了与实际换热器相适应的几何模型。通过应用CFD软件Fluent进行分段模型的流动与传热研究,对各流道在折流空间中对传热和流动的影响进行了分析讨论。同时,采用整体综合技术,将数值模拟获得的局部流动与传热数据综合整理得到了换热器传热和阻力系数的整体法关联式。并将模拟结果与几种著名的壳程计算方法（Donohue、Kern和Bell-Delaware,流路分析）进行了对比,结果发现数值模拟与Bell-Delaware法和流路分析法的结果吻合良好,最大偏差小于20%。     

管壳式换热器数值模拟的并行计算技术研究

利用并行计算原理,在FLUENT软件中对GAMBIT建模的管壳式换热器进行了数值模拟.通过对3种组合计算平台所消耗的机时进行比较,得到并行加速比和并行效率的规律,为复杂的管壳式换热器壳程设计的工程仿真和优化提供了一种新的处理方法.     

简评管壳式换热器管板的设计问题

本文对管壳式换热器管板的设计形式作了概述与比较。建议采用薄管板或扰性管权并推荐设计计算公式。     

管壳式换热器优化设计研究

设计一台换热性能优良的管壳式换热器,涉及内容较多,包括初始条件确立、换热管尺寸、壳体类型等信息确定等。本文通过实际应用研究,总结出了换热管尺寸对换热器大小和性能的影响的规律,在借鉴前人研究成果和企业实际应用的基础上,对管壳式换热器的优化设计进行了总结,并提出了一些建议,为换热器设计提供参考。     

优化设计管壳式换热器

通过实际设计应用中存在的问题，对管壳式换热器的结构和设计参数进行了分析，总结出优化设计管壳式换热器的方法。