板翅式换热器的电子计算机计算

板翅式换热器是一种传热效率高、结构紧凑、多股流体可以同时进行换热的新型换热器。近年来,板翅式换热器在石油化工、空分、动力、原子能、汽车、航空、冷冻及国防工业中,使用越来越多。但由于板翅式换热器的设计方法尚未解决,特别是多股流的板翅式换热器,传热过程更为复杂,严重的影响这种新型换热器的推广。为克服这一困难,对这种换热器的计算方法进行了如下的研究,其计算结果与实际工业装置也基本符合。多股流板翅式换热器如图1所示。根据具体的工艺要求,各股流的翅片型式和翅片参数不一定相同。板翅式换热器的截面如图2所示。沿流体方向,求出板翅任意截面上的金     

多股流板翅式换热器的优化设计

研究了多股流板翅式换热器最优设计的问题,建立了以传热面积为目标函数的优化模型,该模型考虑了局部热负荷平衡的问题,同时针对多股流板翅式换热器的优化设计,对有关相平衡模型,传热模型等进行了分析。实例优化计算结果表明,优化设计可使多股流板翅式换热器在满足给定的约束条件下,节约大量的传热面积。优化模型具有概念明确、方法简单的特点。     

板翅式换热器的研究与应用进展

简述了板翅式换热器在设计理论如表面特性及选择、传热和流动分析、计算机辅助工程、结构设计等方面的研究成果。分析讨论了板翅式换热器在制造工艺如真空钎焊工艺、高热流密度的换热表面技术、钛和不锈钢换热器的钎焊工艺等方面的新进展和存在的问题。指出板翅式换热器的技术发展趋势是 :耐高压、高温和耐腐蚀新材料的应用 ,扩散熔合焊和超塑性成型等先进制造工艺的研究 ,多相流传热机理及基于CFD技术的设计新方法的研究等     

板翅式换热器新技术及应用

介绍了作者近年来在板翅式换热器研究与开发方面所做的工作 :1为提高铝板翅式换热器翅片和隔板表面的耐蚀性和亲水性 ,开发了一种表面处理技术。2开发的板翅式换热器快速创型系统 ,具有优化设计、参数化绘图和快速报价等功能 ,能降低产品成本 ,提高设计效率十几倍。 3通过应用先进制造工艺和引进新材料开发了一系列具有抗强腐蚀、抗结垢、耐高温和耐高压能力的板翅式换热器系列新产品。 4应用大型有限元分析系统对高压板翅式换热器的结构特性进行了初步分析 ,得出了一些提高产品可靠性的设计准则。     

新型铸铁板翅式空气预热器的结构设计

阐述了新型铸铁板翅式空气预热器的结构设计,包括整体基本设计、提高热效率的优化设计和安全改善设计。结果表明,该预热器的设计技术已经由研究阶段发展为成熟的工程应用阶段。实现了翅片板规格尺寸系列化和行业标准化。     

封头对板翅式换热器流动及阻力特性的影响

研究了不同Re下3种封头结构对板翅式换热器内部物流分配和阻力分布特性的影响。实验结果表明工业用基本型封头造成板翅式换热器内部物流分配极不均匀,而孔板型封头结构能有效地降低不均匀参数和最大流速比,可极大地改善物流分配的效果,并且随着Re的增大效果越明显;还发现物流分配的不均匀性会导致流动阻力分布更加不均匀。综合研究分析可得封头结构和Re是影响板翅式换热器物流分配和阻力分布特性的重要因素,而错排孔板型封头结构的改善效果最佳。     

板翅式换热器的实验

板翅式换热器是一种新型高效换热设备。近年来已广泛应用于制氧、石油化工、航空、造船等工业中。我国工人和技术人员,在批林批孔运动推动下,遵照毛主席关于独立自主、自力更生的教导,克服重重困难,设计和试制成功并成批生产了不同规格的板翅式热交换器,并在工业生产中逐步推广使用。目前采用的方法,都是熔盐浴钎焊。这种方法比较成熟,较能保证产品质量。但由这种方法设备投资大,制造工艺较复杂,因此在中小型工厂中不易推广使用,也不能用来钎焊钢制板     

4种圆弧型开缝翅片特性数值模拟

热交换器是能源利用的重要设备,针对高效低能耗热交换器的开发,一些研究提出对热交换器翅片进行开缝处理。利用FLUENT软件对4种四排圆弧型开缝翅片的传热性能和阻力特性进行了数值模拟,在速度变化较大范围内,得到了传热和阻力特性曲线,引入一个评判综合传热性能的强化传热准则。模拟结果表明,在速度较低时,圆弧型组合开缝翅片的综合换热性能较好;在速度较高时,开窄缝的圆弧型翅片综合换热性能较好。     

混沌流翅片防结垢研究

针对板翅式换热器存在的结垢问题,采用新型混沌翅片来改变流道内的流动状态,利用数值计算的方法获得混沌翅片形成流道的RTD(Residence Time Distribution)曲线,直观地测定了流道死区、活塞流及全混流各部分所占的体积分数,得出了Pe数并分析了其对结垢的影响。结果表明,随着周期的增加,混沌翅片流道内的死区体积减少,活塞流体积增加,Pe数也增大,有利于流道抗结垢。通过对比,证实了混沌翅片在板翅式换热器防结垢中的工程实用价值。     

大型LNG换热器结构设计及换热性能模拟

板翅式换热器目前广泛应用于中小型天然气液化工厂,当其应用于大型天然气液化领域时,由于需要多个冷箱及板翅式换热器并联进行作业,由此带来的流体均布问题较难解决,进而导致换热性能显著下降,这一因素制约了板翅式换热器的大型化应用进程。对现有板翅式换热器结构进行了优化设计,开发出一种新型板翅式换热器换热结构,并对其换热性能进行模拟计算,结果表明,新型板翅式换热器在天然气处理规模较大时,具有较好的换热性能,该研究结果可为大型板翅式换热器结构设计提供参考。     

国内外铝制板翅式热交换器技术标准对比及NB/T 47006—2019修订介绍

2019年NB/T 47006—2009《铝制板翅式热交换器》进行了修订。此次修订考虑了NB/T 47006—2009实施以来国内板翅热交换器行业的新发展和新需求,参考了ALPEMA—2010《The Standards of the Brazed Aluminium Plate-fin Heat Exchanger Manufacturers’Association》、API 662-2—2006《Plate Heat Exchangers for General Refinery Services—Part 2—Brazed Aluminum Plate-fin Heat Exchangers》等技术先进标准。介绍了国外标准组织及国内板翅式热换交换器标准及其版本修订概况,多角度对比了这些标准的特点,指出NB/T 47006—2019中钎焊工艺评定、干燥度测试、气阻试验方法及无损检测方法等的规定更加详尽,更具可执行性,也更符合我国国情。介绍了NB/T 47006—2019中温度和压力范围调整、高压产品技术审查、钎焊工艺评定及气阻试验的修订详情。     

板翅式换热器工艺设计软件的开发

板翅式换热器(简称冷箱)大多是多股流体在同一台设备中进行气-气、气-液和液-液的冷却、冷凝及蒸发等复杂热交换,因此其工艺设计非常困难。目前,国内虽已引进10余套大型乙烯和轻烃回收成套装置,但从未引进过扳翅式换热器设计技术,故多股流板翅式换热器的工艺设计方法一直未能解决。     

低雷诺数混沌流翅片传热和阻力性能研究

应用CFD软件FLUENT对新型混沌流翅片单通道模型进行了数值模拟,分析比较了不同结构参数和流速对新型混沌流翅片表面流动与传热性能的影响。模拟计算结果表明,尺寸效应对混沌流翅片中混沌流的产生影响不大,只要达到一定雷诺数,流动就会进入混沌状态;在此基础上得到了翅片摩擦因子f和传热关联式。通过实验验证了关联式计算数据与实验数据最大误差不超过11·2%,表明将数值模拟应用于新型混沌流翅片的研究是可行的,为混沌流翅片的研究和应用提供了一定的参考。     

国外换热器三则

日本神户制钢所研伟成功了据称是目前世界最大的板翅式换热器,其整体板束尺寸为1000宽×1100高×6700长(毫米),可用于空分、乙烯、液化天然气及其他化工装置中。 《ALEX》铝钎焊热交换器(样本)     

铝制板翅式换热器空气侧传热特性研究

铝制板翅式换热器在气体与液体换热方面应用广泛,其特点是传热效率高、结构紧凑、单位体积传热面积大等。本文利用Kays和London的稳态法对锯齿形翅片的铝制板翅式换热器进行乙二醇与空气换热的试验测试,参照威尔逊绘图法对测试数据进行了处理,得到乙二醇侧与空气侧的传热特性。     

板翅式换热器翅片表面性能的三维数值模拟

采用计算流体动力学(CFD)方法对板翅式换热器单通道流场进行了数值模拟。得出不同结构参数和操作参数下3种常见翅片的表面性能曲线,并分析了平直翅片的翅片高度和翅片间距、锯齿翅片的切开长度、波纹翅片的波幅与波距对翅片表面流动与传热性能影响。所得结论可为板翅式换热器的设计和优化提供有益的参考。     

螺旋折流板热交换器结构改进研究进展

主要从螺旋折流板热交换器结构研究以及基于热力学第二定律的研究2个方面综述了不连续螺旋折流板、连续螺旋折流板和组合螺旋折流板等具有不同折流板结构的管壳式热交换器的研究进展,并对螺旋折流板热交换器的应用前景进行展望。螺旋折流板热交换器分为连续螺旋折流板热交换器和不连续螺旋折流板热交换器。与弓形折流板热交换器相比,螺旋折流板热交换器优势明显,如传热性能好、不易结垢、抗振动及壳程压降小等。但是螺旋折流板制造加工难度较大,如何设计简单有效的制造方法是未来的研究重点。     

板翅式换热器CAD系统的开发

新开发的板翅式换热器CAD系统的人机接口采用C语言编制的下拉式菜单，使用方便，界面友好。性能计算模块可进行板翅式换热器的设计、校核及最优化计算。处理物流可多至10股，可以是单相或有相变，亦可以是单组分或多组分，该模块用FORTRAN语言编制。多股物流通道的设计应用人工智能神经网络和遗传算法相结合的优化方法来确定。物性数据可由程序自动估算或由用户提供。参数化绘图设计模块采用ADS方法，用C语言编制了总装配图、零部件等绘图子摸块，运行环境在AutoCADR12下，集成了数据录入，数据处理和图形输出。工业使用结果表明，可提高设计效率8～10倍，大大减少了过去设计、绘图和文件生成中的人为错误，使产品的设计周期大为缩短。     

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本文把套管换热器的基本原理用于三股流板翅式换热器的传热计算,并作了改进,提出了三股流板翅式换热器的简单而实用的传热计算方法。和其他方法比较表明,本法简单实用,有较高的精确度,完全能满足工程设计的需要。     

铝板翅式换热器翅片表面性能的试验研究

目前,国内进行板翅式换热器设计时,直接采用日本神户钢铁公司的翅片表面性能曲线势必会导致板翅式换热器热力设计有较大的误差。为此,设计并搭建了一台翅式换热器翅片表面性能试验装置,对锯齿形、波纹形、百叶窗形3种常见的铝翅片表面进行了冷态和热态试验研究,测定翅片表面传热性能和摩阻损失曲线,得到了雷诺数Re与传热因子j、摩擦因子f的关系。试验结果表明,国产翅片的摩擦阻力与国外接近,甚至低于国外,而传热性能大约低10%;在Re>4000时,随着雷诺数的继续增大,国产翅片传热性能降低较快,这说明国产翅片的加工工艺、制造精度和材料冶金工艺等虽已接近国外先进水平,但还有待进一步改进。