球面弓形折流板换热器壳程流体流动与传热的数值模拟

为了改善普通弓形折流板换热器换热性能,提出了一种新型折流板换热器-球面弓形折流板换热器。建立曲率半径为0.75 D的球面弓形折流板换热器和普通弓形折流板换热器数值分析模型,得到了壳程流体流场分布情况以及壳程压力降和传热系数。结果表明,在相同结构参数和进口流速条件下,球面弓形折流板换热器壳程压力降比普通弓形折流板换热器降低8%~11%,壳程传热系数比普通弓形折流板换热器降低1%~5%。     

螺旋折流板换热器的开发与研究(Ⅱ)——低粘度流体的中试研究

以新型的螺旋折流板换热器同普通的垂直折流板换热器,在水系统下进行了对比实验研究,并对实验数据进行了关联,得到了螺旋折流板换热器壳程对流传热系数的近似模型。实验结果表明,对水这样的低粘度流体,相同流量下单位压降的壳程对流传热系数,螺旋折流板约为普通折流板的２．４倍,显示螺旋折流板换热器是一种结构更加合理的新型换热设备,其优良的结构特点决定了其优良的传热性能,具有广阔的开发应用前景。     

螺旋折流板换热器的开发与研究（II）：低粘度流体的中试研究

以新型的螺旋折流板换热器同普通的垂直折流板换热器,在水系统下进行了对比实验研究,产对实验数据进行了关联,得到了螺旋折流板换热器壳程对流传热系数的近拟模型,实验结果表明,对水这样的低粘度流体,相同流量下单位压降的壳程对流传热系数,螺旋折流板的为普通折流板的２．４倍,显示螺旋折流板换热器是一种晚加合理的新型换热设备,其优良的结构特点决定了其优良的传热性能,具有广阔的开发应用前景。     

铸造式折板换热器的设计与性能的测定

本文在综合折板式、板式、螺旋板式、板翅式换热器的基础上设计了一种新型换热器--铸造式折板换热器。实验测定结果表明该换热器具有阻力小、传热系数大、流体分配均匀等优点。     

一种特殊形式的螺旋折流板换热器

介绍了一种具有特殊折流形式的螺旋折流板换热器。其特征是:将带有侧倾角α和后倾角β 的准扇形平面板通过三角形阻流板交叉搭接, 在壳侧形成近似的螺旋面, 折流板周边呈连续螺旋线。后倾准扇形板结构可减小常规螺旋折流板对流体的反压, α和β 可实现对螺距的双重调节, 同时减轻阻流板面积较大时流体流动所产生的类似弓形折流板的局部阻力。此种折流形式可以保证在极大限度降低阻力的同时提高传热效率,使单位压降的传热系数即换热器的换热与阻力综合性能得以提高, 从而达到节能及节材的目的。     

扰流子折流杆换热器的开发研究(Ⅰ)——油- 水系统中试研究

在壳程为低粘度流体水,管程为高粘度油品的操作情 况下对扰流子折流杆换热 器和折流杆换热器进行了传热性能和阻力性能的对比实验研究,并对实验结果和数据进行了分析和关联。对不同长度的扰流子所得到的结果进行了对比,并通过准数关联得出最佳扰流子长度下管程对流传热系数的数学模型。结果表明,在雷诺数为１０２ ～１０３（ 通常高粘度流体在管内的流动状态为层流） ,随着雷诺数的增加,管程加入扰流子后在大部分区域阻力增加的百分率几乎维持恒定值,而管程对流传热系数和换热器的总传热系数增加的幅度却明显提高。说明当管程为高粘度流体时,在管内加入较长的扰流子来强化传热效果较好     

三角形布管方式下两种换热器传热与流阻性能研究

采用CFD数值模拟方法和折流板换热器、帘式折流片换热器周期性全截面计算模型,对两种换热器在正三角形布管方式下的传热系数、阻力、综合性能随Re数的变化情况进行了数值研究.研究结果表明,两种换热器对应的换热系数和壳程压力损失均随Re数的增加而增大,折流板换热器的传热系数大于帘式折流片换热器,约是帘式折流片的1.32倍,但其阻力大幅高于帘式折流片换热器,是帘式折流片换热器的2.4倍左右,两种换热器的综合性能均随Re数的增大而下降,帘式折流片换热器的α/ΔΡ几乎是折流板换热器的2倍,体现了帘式折流片换热器在保持较高的传热效果的情况下,具有显著的流动减阻性能.     

螺旋折流板换热器的开发与研究(Ⅰ)——高粘度流体下的中试研究

在高粘度流体下对新型的螺旋折流板换热器和普通的垂直折流板换热器进行了对比实验研究,并对实验数据进行了关联,得到了螺旋折流板换热器壳程对流传热系数的近似计算模型。实验结果表明,对高粘度油品,相同流量下单位压降的壳程对流传热系数,螺旋折流板约为普通折流板的１．５倍,显示螺旋折流板换热器不仅适用于低粘度流体,也可用于高粘度流体,具有广阔的开发应用前景。     

螺旋折流板换热器的开发与研究（I）：高粘度流体下的中试研究

在高粘度流体下对新型的螺旋折流板换热器和普通的垂直折流板换热器进行了对比实验研究,并对实验数据进行了关联,得到了螺旋折流换热器壳程对流传热系数的近似计算模型。实验结果表明,对高粘度油品,相同流量下单位压降的壳程对流传热系数,螺旋折流板的为普通折流板的１．５倍,显示螺旋折流板换热器不仅适用于低粘度流体,也可用于高粘度流体,具有广阔的开发应用前景。     

扰流子折流杆换热器的开发研究(Ⅱ)——低粘度流体中试研究

在低粘度流体下对扰流子折流杆换热器和折流杆换热器进行了传热性能和阻力性能的对比实验研究。实验以水作为传热介质,热水走壳程,冷水走管程。实验时壳程流体流动状态基本恒定,而管程流体发生变化。通过实验数据的分析关联,得到了加入扰流子后管程对流传热系数的近似计算模型。结果表明,当雷诺数的范围为１０４ ～５ ×１０４ 时,管程对流传热系数增加的幅度高于阻力增加的幅度,管程对流传热系数和换热器总传热系数分别提高５０ ％ 和１０ ％ 以上。说明对水这样的低粘度流体,在传热湍流区（ 即雷诺数大于１０４ 的范围） ,可以采用较大节距的扰流子来强化传热,以取得较佳的综合效果。     

三角区漏流对螺旋折流板换热器综合性能的影响

对螺旋角为15°、20°的1/3椭圆螺旋折流板换热器进行数值模拟,研究连续搭接相邻折流板间三角区漏流对换热器传热及阻力性能的影响.通过分析换热器存在三角区漏流与堵住三角区无漏流模型的模拟计算结果可知:三角区漏流使壳侧流体流动短路现象严重;三角区漏流使换热器整体传热系数、壳程压降、综合性能降低;堵住三角漏流区后,传热系数增加8.5%~11%,壳程压降增加幅度不大,综合性能增加8.1%~11.1%.     

平面螺管换热器的优化设计

本文以最大传热系数为目标函数,对平面螺管换热器进行了优化设计。优化结果使换热器传热系数增大8.3%,换热面积减少12.5%,从而使换热器结构更加紧凑合理。     

铸造式折板换热器的设计与性能的测定

在综合折板式、板式、螺旋板式、板翅式换热器的基础上设计了一种新型换热器———铸造式折板换热器 .实验测定结果表明 :该换热器具有阻力小、传热系数大、流体分配均匀等优点     

折流板安装角对扇叶型折流板换热器性能影响

利用CFD分析软件Fluent分别建立了安装角度为30°、45°、60°3种扇叶型折流板换热器周期性模型,对不同的流态进行数值模拟计算,研究了折流板安装角对扇叶型折流板换热器性能的影响.结果显示:壳程流体在折流板引导下呈斜向流动,斜向流动能够有效抑制流体诱导振动;筒体附近流体流速较高,中心区域流速较低;不同流态下,随着安装角增大,换热器壳程压降降低,综合性能增高.安装角30°时换热器传热系数大于另外两者.     

U型翅片管换热器传热单元数计算式

为了得到U型翅片管换热器传热单元数计算式,以U型翅片管换热器为研究对象,通过建立翅片管换热模型,推导出了逆流和顺流2种流体流动趋势的传热单元数计算式(NTU计算式)．分别采用推导出的传热单元数计算式(εNTU法)和前人推导出的平均温差关系式(LMTD法)计算U型翅片管传热系数,并进行对比分析．结果表明,当进水温度为45～60 ℃,热水流量为30～110 kg／h时,由εNTU法和LMTD法计算出来的翅片管传热系数相差很小．所推导出来的U型翅片管换热器传热单元数计算式是合理的．     

管间距对涡产生器式扁管板式翅片传热的影响

应用萘升华传质／传热比拟技术，对涡产生器式叉排扁管板式翅片管换热器的板芯结构进行了模拟研究．分析了管间距变化情况下换热板芯的传热与阻力特性，对换热器换热性能做了综合评价，为板式翅片管换热器结构优化设计提供了理论依据．     

板式换热器流体力学性能的研究

本文通过对板式换热器流体力学性能的研究,探讨了板片通道的弹性变形、角孔通道和程数等因素对板式换热器流体阻力的影响。提出了研究板式换热器流体力学性能的方法,由该法建立的板式换热器流体阻力准数关联式的一般形式为:E_n=C_m{C_pR(?)[1-C_A(1-CR(?))] C_N}式中 C_A,C_N 和 C_m 分别表示板式换热器的板片通道变形系数、角孔系数和多程系数。在四种组合形式86组实验数据中,按此式计算的结果与实测值吻合甚好,相对方差为2.13%。从而为板式换热器的最佳选型设计提供了计算方法和程序。     

新型锥形孔折流板管壳式换热器数值模拟研究

针对传统弓形折流板管壳式换热器存在换热死区以及横向管束振动大等问题,提出一种新型锥形孔折流板管壳式换热器,建立锥形孔折流板换热器物理模型,应用Fluent对其进行数值模拟,研究换热器壳侧流体不同流速对换热器流场与温度场的影响.并将其结果与传统弓形折流板换热器进行比较,结果表明:锥形孔折流板换热器壳侧流体对管道横向冲刷作...     

管壳式换热器流动与传热的三维数值模拟

应用计算流体力学软件FLUENT对一小型管壳式换热器的流动与传热问题进行了三维数值模拟。换热器壳体直径为130mm,12根20mm×1 500mm的换热管正方形排列,折流板为30%缺口的弓形折流板,模拟了3种不同折流板间距的情况。模拟过程采用雷诺应力湍流模型,压力速度耦合选用SIMPLEC格式,压力方程的离散选用Standard格式,其他方程的离散均选用QUICK格式。数值模拟结果表明:减小折流板间距对总体传热系数的增加不太明显,但却显著增加了壳程的流动阻力。最后应用Bell法对3种不同折流板间距的数值模拟结果进行了校核,他们之间的最大误差为6.57%,表明数值模拟结果准确可靠。     

错位翅片板翅式换热器传热研究

紧凑式换热器的换热能力是通过翅片的扩展面和翅片对流体的扰流能力决定的,通过对错位翅片型板翅换热器的传热机理分析得出:错位翅片的相错排列翅片使流体在一个翅片上的边界层还未完全发展就被错位的翅片破坏,从而增强了流体的湍流能力。采用计算机编程对错位翅片型板翅换热器的传热固子、摩擦因子及翅片结构对传热性能影响进行了数值模拟对比研究。结果表明,错位翅片型板翅换热器是一种传热效率高、占用空间小、节省材料的新型换热器。在实际应用中为了有效的发挥错位翅片的作用,使其有较高的翅片效率,在需要较大传热系数的场合,选用高度小、翅片厚度大、有效长度短、间距小的翅片;相反,在需要传热系数较小场合以选用高度大、翅片厚度小、有效长度长、间距大的翅片为宜。