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.     

不同螺旋角螺旋折流板换热器壳程传热性能

对螺旋角为18°、25°和30°的螺旋折流板换热器壳程传热性能进行了测定与研究,同时对螺旋角为18°、25°和30°的螺旋折流板换热器与传统的弓形折流板换热器壳程传热性能进行了比较。实验结果表明,螺旋角为30°的螺旋折流板换热器的传热效率最高,螺旋折流板换热器的壳程传热效率都比传统的弓形折流板换热器壳程传热效率高。     

螺旋形和单弓形折流板换热器的工程应用比较

总结了螺旋形和单弓形折流板换热器的工程应用情况,对比了操作参数和基本结构参数相同时单弓形和螺旋形折流板换热器的工作性能特点,并对壳程同一介质下两种不同形式折流板换热器壳程的流动阻力和传热效果进行分析比较.结果表明,螺旋形折流板换热器的传热性能明显比单弓形折流板换热器要好,而且能有效降低壳程压力损失.     

单弓形和螺旋形折流板换热器的数值模拟及性能分析

运用CFD数值模拟方法对比了相同操作参数单弓形折流板换热器和螺旋形折流板换热器的性能,并对不同介质下两种折流板换热器壳程的流动阻力和传热效果进行分析比较.结果表明,螺旋形折流板换热器的传热性能明显优于单弓形折流板换热器,而且壳程压力损失更小.     

一种高效壳程强化传热换热器及其工程应用

介绍了换热器壳程强化传热的研究现状;分析了弓形折流板换热器传热效率差的原因;阐述了螺旋折流板换热器壳程强化传热的原理;对螺旋折流板换热器与弓形折流板换热器的技术性能进行了对比和经济效益分析;列举了螺旋折流板换热器的工程应用实例,并指出,螺旋折流板换热器的出现使换热设备大型化成为可能。     

结构和操作参数对螺旋折流板换热器性能影响

运用CFD数值模拟的方法对比了操作参数相同时弓形折流板换热器和螺旋折流板换热器工作性能特点 ,研究了螺旋折流板换热器壳程压力损失和螺旋角的关系。结果表明 ,螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器壳程压力损失随流量的增大而增加 ,二者之间的差距呈上升趋势。同时 ,随着螺旋角的增大 ,螺旋折流板换热器的壳程压力损失呈下降趋势。     

适合于正三角形排列布管的螺旋折流板换热器

螺旋折流板换热器中流体以螺旋运动方式冲刷管束,克服了弓形折流板换热器中蛇形流动存在的局部压力损失、流动死角以及弓形缺口处部分管束支撑跨距过大易产生共振而造成振动破坏等缺点.针对绝大多数管壳式换热器都是正三角形排列布管的特点,在1/4椭圆-扇形螺旋折流板基础上改进设计出三分椭圆螺旋折流板.三分椭圆螺旋折流板可按特定布管方式的自然间隔来分块,也可以采用1/3分区布管.此方案可以应用于几乎所有目前采用弓形折流板的正三角形排列布管的换热器场合,且管孔的定位划线和制造加工工艺容易实现.     

厚壁波纹管换热器传热与阻力性能研究

论述了波纹管弓形板换热器、波纹管折流杆换热器和双壳程波纹管折流杆换热器的传热与阻力性能研究和工业应用结果,介绍了主要的管内外传热与阻力计算关联式和误差范围。     

管壳式换热器壳程传热性能比较

采用标准k-ε湍流模型并辅以壁面函数法,对弓形折流板换热器、盘环形折流板换热器、折流栅换热器和螺旋扭曲扁管换热器壳程流动与传热情况进行了数值研究。根据数值计算结果比较分析了这4种管壳式换热器壳程传热系数、壳程压降和整体性能指标α/Δp随质量流量的变化情况,对管壳式换热器的优化选型具有一定的实际意义。     

螺旋折流板冠形翅片管油冷器的性能与工业应用

对螺旋折流板冠形翅片管油冷器的传热与阻力性能进行了实验研究.结果表明,其壳程传热膜系数可达1 100～1 300 W/(m2·K),而壳程阻力系数比同等条件下的弓形折流板低30%～50%.将螺旋折流板冠形翅片管油冷器应用于石化生产中的结果表明,其传热性能比原低肋管油冷器高20%～35%,设备投资低30%,动力消耗比弓形折流板换热器低30%.另外由于增强了油流体湍流程度,使油冷器的结垢减少.     

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。     

螺旋折流板换热器在常减压蒸馏装置中的应用

换热器的选型不仅影响到换热网络的能量回收,还会对常减压装置的长周期稳定运行产生重要影响.通过对壳程介质分别为柴油、脱前原油、常压重油、减渣急冷油和减压渣油的工艺流体进行螺旋折流板换热器（采用HelixTool程序）和弓形折流板换热器（采用HTRI 6.0软件）的工艺计算,对比发现,螺旋折流板换热器壳程的单位压力降传热系数更高.同时结合螺旋折流板换热器能够降低壳程结垢和振动风险、延长设备运行时间等自身特点,考虑了油品性质及价格因素影响,可为常减压蒸馏装置在选择合适的部位采用螺旋折流板换热器提供参考.以某厂脱前原油-初顶油气换热器为例,计算结果显示采用螺旋折流板换热器可将换热器壳径减小200 mm,重量减少约28％.可见,螺旋折流板换热器具有明显优势,既保证了工艺性能,又降低了设备投资.     

壳程结构设计对管壳式换热器传热影响讨论

结合管壳式换热器Tinker壳程流体流动模型的分析,介绍了影响换热器传热效率的一些壳程结构设计因素,文中详尽地介绍了防短路结构、进出口结构、换热器壳侧纵向隔板等方面对传热效果的影响;并针对性地对弓形折流板、折流杆以及螺旋板等常用壳程强化传热结构的传热性能进行了分析和比较,对提高换热器换热效率的几种壳程结构设计进行了总结。     

基于计算流体力学热流固耦合仿真的换热器折流板结构优化

采用多物理场耦合方法,建立了管壳式换热器的计算流体力学(CFD)热流固耦合仿真分析模型,对20种不同折流板结构参数的管壳式换热器进行了流动与传热的数值模拟。CFD仿真计算结果显示,换热器的折流板间距和折流板缺口高度对流动和传热的影响相互关联,不能进行单目标优化设计。以JF因子作为换热器综合性能的评价准则,对管壳式换热器的折流板间距和折流板缺口高度进行了结构优化设计,提出在换热器内径(d)200 mm、换热管长1 140 mm、并流条件下,该换热器的最佳折流板间距为80 mm(折流板数目为10),最佳折流板缺口高度为0.3d(即60 mm)。     

螺旋扭片换热器壳程传热与流阻研究

在水-水系统下对新型螺旋扭片换热器与普通弓型折流板换热器进行壳程传热与流阻对比试验，考察了扭片开孔与否对螺旋扭片换热器壳程传热性能的影响规律。结果表明，在相同流量下，螺旋扭片换热器单位压降下的壳程传热膜系数为普通弓型折流板换热器的1.4～8.0倍；而开孔扭片换热器的传热效果优于无孔扭片换热器。说明螺旋扭片换热器是一种结构更为合理的新型换热设备，有较好的传热与流阻特性，应用前景广阔。     

折流板换热器的流场数值模拟与结构优化

基于多孔介质与分布阻力的概念,采用FLUENT软件对单弓形折流板换热器的壳程流场进行了三维数值模拟,模拟结果与实验结果吻合较好。在此基础上针对折流板换热器壳程压降大、能耗高,存在传热死区等的缺点提出了壳程流场的改进方案,即在增加折流板缺口高度的同时,再加入2块分隔板。通过数值模拟可以看到壳程流场改进后不仅具有压降低、场协同性能好、基本无传热死区等特点,而且在一定程度还提高了管束抗流体诱导振动的性能。     

螺旋折流板换热器对流传热特点分析

利用计算流体力学(CFD)软件对8°折流板倾角的螺旋折流板换热器进行了壳程对流传热的数值模拟,通过与传热研究公司的HTRI软件计算结果的对比验证发现相关结果具有一致性。基于数值模拟结果,发现壳程流动呈现距壳体轴心越远流速越低,且换热效果越差的特点。借鉴"流路分析"的基本思想对上述问题进行了初步探讨,认为这是由于壳程主体螺旋流使得流经外侧管束的流体经过更多换热管管排,流经外侧管束的流体必须降低速度以维持其相同的进出口压力降,故外侧管束换热较差。这可能是较大壳体直径的螺旋折流板换热器表现不佳,故其在工程上使用较少的原因。同时发现经过一个螺旋周期后流场具有周期相似性,而这可以作为利用周期性边界条件对螺旋折流板换热器进行简化计算的依据。     

螺旋折流板换热器在常减压装置中的应用

介绍了新型螺旋折流板换热器在常减压装置常压渣油与原油换热器上的应用 ,实际使用证明 ,螺旋折流板换热器具有传热系数高、压降低、防振动及适用范围广的优点 ,是冷换设备较为理想的选择。