内导流筒折流杆浮头式换热器冷凝效果研究

对内导流筒折流杆浮头式换热器中不同结构管束的冷凝传热试验研究表明 ,在适宜的气速下 ,折流杆换热器比折流板换热器壳程传热系数提高 1倍以上 ,压降降低 5 0 %左右 ,综合性能指标αo/Δps 提高 2倍以上 ,且气速愈高冷凝效果愈好 ,说明将GB 15 1所规定的内导流筒浮头式换热器的折流板管束改为折流杆管束是行之有效的。     

两种不同管束的螺旋折流板换热器的性能对比

以柴油为工质，在雷诺数范围为3280－12680内用两种不同管束的螺旋折反换热器进行对比试验，研究得到了两种换热器的壳侧传热膜系数和流动阻力系数随雷诺数变化的关系曲线，并建立了换热器的壳侧传热膜系数和流阻系数的近似数学模型，研究结果表明，在该试验条件下，菱形翅片管螺旋折流板换热器的壳侧传热膜系数比光滑管螺旋折流板换热器高54％－108％，具有较好的强化传热效果，而壳侧流动阻力系数则比光滑管螺旋折流板换热器低30％－5％，菱形翅片管螺旋折流板换热器具有较好的传热与流阻特性，用于石油，化工等领域具有广阔的前景。     

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。     

泄流槽对螺旋折流板冷凝器的影响

在螺旋折流板冷凝器测试平台上,分别测试螺旋角25°,30°,40°无搭接有/无泄流槽六种螺旋折流板冷凝器的冷凝性能,结果表明,有泄漏槽比没有泄漏槽的螺旋折流板冷凝器冷凝效果更好,前者壳程总传热系数较后者高4.26%～15.6%.还推导和校核了上述六种螺旋折流板冷凝器的传热公式.     

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.     

扁管管束结构优化实验研究

对 4种不同结构的扁管管束与圆管管束作了传热与流阻性能对比实验研究 ,得到了综合性能最佳的扁管管束结构形式。结果表明 ,在进口体积流量相同的条件下 ,相对于设有折流板圆管管束换热器 ,综合性能最佳的扁管换热器管程传热系数提高约 5 0 % ,传热与流阻综合性能指标提高约 2 0 % ;壳程传热系数提高 6 8%～ 10 0 % ,压降降低 70 %～ 12 0 % ,传热与流阻综合性能指标提高至少 2 0 0 %。     

管壳式换热器传热效率影响因素及数值模拟分析

多数管壳式换热器基于传统的经验设计方法,换热器质量大且能耗高。鉴于此,采用Fluent仿真模拟的方法,研究了换热管类型、折流板间距、折流板切率变化与换热器对流传热系数的关系,并用HTFS工程软件进行了模型验证。研究结果表明,采用特型管(如波节管和波纹管等)代替光管,可以增强管内流体扰动,提高湍流程度,增大管程对流传热系数,但同时也增大了压降;折流板间距越大,壳程对流传热系数越小,压降也越小,当折流板间距为330 mm时,换热器最高效,此时换热器在较小的压降下可以获得较大的对流传热系数;折流板切率越大,压降越小,当管束错流流速与折流窗口流速相等时,壳程对流传热系数最大,折流板切率35%为最优值,换热器效率最高。最后提出了管壳式换热器优化设计方法,将优化设计的换热器用于某化肥厂氮氢气压缩机级间冷却,同等热负荷条件下换热面积减小了21.37%。研究结果为换热器的结构参数优化提供了依据。     

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.     

漏流对折流板换热器影响的数值模拟

通过数值模拟方式研究管壳式换热器内板壳和板管之间的间隙对换热器压降和传热造成的影响,建立与试验相同的物理模型,并用CFD软件对该模型进行数值模拟计算,比较模拟结果与试验结果。结果认为,漏流使换热器的整体压降降低,Re=2 000时压降降低了14.78%,Re=16 950时降低了21.89%;漏流还使换热器的传热系数减小,减小程度从20.63%(Re=2 000)增加到26.72%(Re=16 950);密封折流板与换热器壳体之间的间隙可以有效改善换热器的传热性能。     

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)。     

不同螺旋折流板换热器壳侧流动的数值研究

采用数值模拟方法,运用大型CFD分析软件Fluent,研究了1/4椭圆螺旋折流板换热器、1/3扇形螺旋折流板换热器以及常见的1/4扇形螺旋折流板换热器壳程流体的流动特点,并与传统的弓形折流板换热器进行对比。采用Gambit软件建立模型和划分网格,采用分离变量法隐式求解,压力和速度耦合采用Simple算法。结果认为,螺旋折流板换热器的传热及阻力性能低于弓形折流板换热器,1/4椭圆螺旋折流板换热器的传热性能及压力损失最小,其次是1/4扇形螺旋折流板换热器,1/3扇形螺旋折流板换热器的壳程传热及阻力性能最高。     

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。     

螺旋折流板换热器的研究进展

简述了螺旋折流板换热器的强化传热机理，介绍了近年来螺旋折流板换热器的发展，及几种不同螺旋折流板换热器的性能和螺旋折流板的制造工艺，简述了数值模拟技术在其研究中的应用，并对螺旋折流板换热器在工业中的应用作了简单介绍。     

螺旋折流板换热器在炼油装置上的应用

描述了换热器壳程传热与流路的关系,简述了螺旋折流板换热器的传热机理,以具体工程案例说明以螺旋折流板换热器解决工程实际问题的有效性和节约投资的显著性.     

套管式折流杆管束换热器壳侧传热与流阻性能

针对普通套管式换热器的不足 ,设计了套管式折流杆管束换热器壳程内部结构。对不同内部支承结构与管束组合的套管式管束换热器壳侧进行了传热与流阻性能实验研究 ,得到了 3种换热器壳侧对流传热系数及压降随流量变化的关系曲线。实验结果表明 ,套管式折流杆螺旋槽管束换热器壳侧具有较好的传热与流阻性能。     

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。     

连续型螺旋折流板式换热器的制造

连续型螺旋隔板是强化管壳式换热器传热的一种有效的壳程支撑结构型式。流体在换热器壳程以螺旋流的方式冲刷传热管束,具有良好的传热与流阻性能。非连续型螺旋折流板换热器技术是国内外比较成熟的技术,在石化行业中已经有一些应用。连续型螺旋折流板换热器有着比非连续型螺旋折流板换热器更好的传热性能。其应用有更好的前景,将在石化行业发挥更大的作用。     

进料蒸汽加热器的设计优化

利用HTRI软件对某进料蒸汽加热器进行了设计优化。采用单变量分析的方法,从工艺和结构两个方面,考察了折流板间距和切割率对加热器的影响,以及饱和蒸汽和过热蒸汽在热阻分布和传热系数等方面的差异,最终发现切割率为40%、折流板间距350 mm时进料蒸汽加热器性能最优。计算结果表明:随着折流板间距的提高,壳侧传热系数和总传热系数逐渐减小;随着折流板切割率的增大,壳侧传热系数及总传热系数均先增大后减小;与过热蒸汽相比,饱和蒸汽可以增大总传热系数,提高加热器设计裕量,并使生产操作更易于控制。     

轴流式双壳程缩放管管壳式换热器的工业试验

对栅形网板支承的双面强化传热缩放管束在轴流式双壳程结构管壳式换热器中的液－液传热强化及流阻性能做了工业试验,流体介质为三甲苯工作流及水,试验结果表明,与传统单弓形折流隔板支承光滑传热管的管壳式换热器相比,总传热系数提高63％,壳程压降可减少18％。     

弓形折流板间距与圆缺率的优化

在弓形折流板设计中,通常只单独考虑折流板间距或圆缺率影响,而没有考虑其关联性。基于简化Bell-Delware法对折流板间距与圆缺率对换热器壳程压降、传热系数的影响进行了分析,可知壳程压降受折流板间距与圆缺率的影响远大于壳程传热系数的影响。假设缺口处的错流面积与管束间的错流面积相等,推导出了折流板间距与圆缺率的优化方程,计算出了不同壳径、管径、管程数的对应解,可得圆缺率在0.2~0.35时,折流板间距与壳体内径比率取0.3~0.6较适宜。