三叶孔板换热器壳程流体流动和传热特性数值研究

利用FLUENT软件对三叶孔板换热器壳程流体流动和传热特性进行了数值模拟研究,通过建立周期性全截面计算模型,对其强化传热机理进行了研究,分析了壳程内不同位置换热管壁面对流传热系数与换热管至壳体轴心距离的关系。结果表明:流体流经三叶孔时产生的射流以及在三叶孔板后产生的二次流动使壳程传热得到强化;三叶孔板换热器壳程内随着换热管至壳体轴心距离的增大,换热管壁面对流传热系数逐渐减小。     

二硫化碳生产中硫回收装置换热器设计体会

列管换热器是目前化工生产中应用最广泛的传热设备.列管换热器主要由壳体、换热管、管板和管箱等部分组成.由于热流体与冷流体温差过高,导致管板与管头之间易产生温差应力而损坏,且壳程无法机械清洗,管子腐蚀后连同壳体报废,设备寿命较低.特别是高温工艺气体使用列管换热器,解决好其管端热应力问题、延长设备使用期限、保证企业安全生产的...     

换热器壳程进出口折流区传热温差损失分析

对管壳式换热器壳程进出口折流区的传热温差作了分析,以换热器热流体与冷流体的出口温度比例α表征换热器的换热深度,探讨了换热器换热深度与长径比的关系。采用流路分析方法,对换热器壳程折流区域的传热性能进行了数学分析,并与纯逆流情况作了对比。结果表明:换热器折流区域的传热温差较逆流区域传热温差的偏离量会随α的改变而产生变化,为避免偏移量过大应控制折流区域面积占总传热面积的比例。α1时,为使传热温差偏移小于5%应使折流区域面积占总传热面积的比例小于0.6/R1 a,c。揭示了现有换热器结构大型化之后难以实现α1的原因,并给出一种可以改进传统大型管壳式换热器长径比锐减、换热深度受限的有效结构——壳程多通道结构。     

换热器换热管内插螺旋流态化传热及除防垢的影响因素

通过内插螺旋方法使换热器换热管内流体产生螺旋流,实验研究了管内螺旋流/螺旋流态化的颗粒直径、颗粒浓度、螺旋结构参数及温差对强化传热及除垢、防垢性能的影响. 结果表明,在实验范围内,换热器换热管内螺旋流态化比螺旋流的传热系数提高15%~20%;颗粒直径5 mm比3 mm的传热系数提高5.4%;颗粒浓度15%(j)比5%(j)传热系数提高15.3%;外径螺旋30 mm比20 mm传热系数提高7.7%;螺距20 mm比60 mm传热系数提高11.1%. 随时间连续运行,管内螺旋流态化的传热系数下降幅度远小于螺旋流,表明管内螺旋流态化具有较好的除垢防垢效果. 传热温差变化对螺旋流态化强化传热及除垢、防垢性能影响较小.     

U型管式换热器的设计与校核

经过工艺结构尺寸的计算、热流量的核算、壁温的核算、计算换热器的内流体的流动阻力、零件的计算及换热器的检验和验收几大步完成了换热器的设计。该设计换热器具有一般换热器都有的效率且只有一个管板,换热管为U型,管子两端固定在同一管板上,管束可以自由伸缩,当壳体与U型换热器有温差时,不会产生温差应力;其次该设计采用计算机编程进行辅助计算,优化了换热器的结构尺寸。     

富水型热储层深井套管式换热器传热特性研究

基于所建立的深井套管式换热器井孔内、外非稳态传热模型,推导得到富水型热储层地下水渗流作用下深井换热器进（出）水管、固井水泥温度以及热储层过余温度的瞬态解析解。以示范工程现场监测数据与有限体积法数值计算结果为验证依据,探究热储层中渗流过程对于深井换热器传热特性的影响。计算得到,当深井换热器循环水量稳定在30 m³/h时,热储层中达西流速由0提高到5×10^-6 m/s时,平均换热量增大55 kW。然而在忽略热储层中渗流过程时,循环水量由30 m³/h提高到60 m³/h,平均换热量增大34 kW,循环水泵耗功提高20.6 kW。研究表明：随着渗流速度的增大,热储层中的传热机制发生改变,从而强化深井换热器的传热过程;同时降低了循环水流量对于深井换热器换热性能的影响程度。     

轴流型换热器进口段流阻

对于折流板式换热器,壳体中折流板一方面增强了壳程流体的扰动,强化了流体的对流换热,另一方面不可避免地加大了流体的流动阻力,同时会产生流动死区、漏流等不良现象．轴流型管壳式换热器由于壳体中无折流板,因而不存在流动死区等不良现象,壳程阻力损失明显降低．轴流型换热器的传热效果虽因无折流板对流体的扰动而有所降低,     

温差驱动型自反馈对流换热系统

在流体导热系统的基础上,引入热功转换子系统,构造了一种温差驱动型自反馈对流换热系统。它可以在无外界机械能输入的情况下,利用换热过程中的温差将部分热能转换为机械能驱动流体流动,达到强化换热的目的。通过最小火积耗散热阻原理优化了流体的对流换热过程,获得了给定条件下对流换热性能最优的速度场和温度场。结果表明:对于本文算例,自反馈系统的换热性能可达同边界条件下的纯导热系统的10倍,自然对流换热系统的8.4倍,验证了温差驱动型自反馈对流换热系统可以实现强化传热的设想。     

三叶孔板换热器热力性能及其影响因素分析

建立了三叶孔板换热器壳程周期性全截面模型,利用商用软件Fluent14.0及RNG k-ε湍流模型对8种不同结构参数的换热器壳程流体流动及传热性能进行数值模拟。分析了支撑板间距、三叶孔孔高、导流筒结构形式等结构参数对三叶孔板换热器传热及阻力性能的影响,并对比不同结构换热器的综合换热性能。结果表明：壳程传热系数与压力梯度都分别随着支撑板间距和开孔高度的增加而减小,且支撑板间距和三叶孔孔高对三叶孔板换热器壳程压降的影响大于其对传热的影响;六边形结构的导流筒换热器换热性能优于圆形导流筒换热器;8种换热器模型中,支撑板间距400mm、三叶孔高3.3mm（模型4-2）的换热器综合性能最好,支撑板间距400mm、三叶孔高1.8mm（模型2-2）的换热器综合性能最差。     

管壳式换热器强化传热研究进展

管壳式换热器作为工程中应用广泛的换热器,具有结构坚固、适应性强、能够利用和回收热能等优点。在追求高能源利用效率的背景下,换热器的强化传热得到广泛关注。本文重点阐述了管壳式换热器的强化传热相关研究进展,包括换热器本身几何结构的优化、换热流体的热物性改善以及多种强化传热技术结合的复合强化传热方法。其中几何结构优化主要包括改变换热管管型、增加管内插入物以及壳程中的隔板优化研究等。换热流体热物性改善包括纳米流体提高热导率、潜热型热流体提高比热容等。复合强化传热是将多种强化方法结合,可弥补单一方法的不足,以获得更高强化传热效果。最后指出管壳式换热器强化传热未来的研究方向在于持续开发强化传热管、制备稳定的纳米流体及潜热型流体以及多种强化方式复合提高强化效果。     

板式换热器在高粘度流体强化传热的工程研究

通过对高粘度流体强化传热的工程研究,确定传热系数与流量、流体阻力与流速的关联式,实验证明采用板式换热器代替反应釜夹套撤热是行之有效的,高效换热器在高粘度流体的工程应用上可达到强化换热的效果。     

顺流管式换热器的换热性能

以顺流管式换热器为研究对象,应用GB151-1999(管壳式换热器)中的设计规范,建立数学模型;通过计算热通量Q,换热效率E,换热系数U,以及换热温差T,验证所选用的数学模型是正确的,为该管型的换热器设计提供理论依据。     

过冷中间流体气化器换热过程数值模拟

中间流体气化器(IFV)多采用丙烷作为中间流体,利用其蒸发、冷凝相变过程将LNG气化。为了减小气化器体积,采用过冷中间流体换热流程。对过冷丙烷换热流程中的换热器换热过程进行数值模拟,研究影响过冷流体换热的因素。结果表明,随着海水流率的增大,换热增强;随着海水入口温度的升高,丙烷和水的进出口温差变大。在实际的工程应用中,在允许范围内尽量增大海水流率,以提高换热器效率。换热器倾斜角度对换热的影响需通过实验进一步探明。     

热管换热器传热性能及温度场数值模拟

引　言热管换热器是工业领域中应用广泛、经济有效的换热设备之一 ,对其传热性能的研究一直是热管界学者普遍关注的课题 .采用传统换热器设计理论即对数平均温差法和有效度 传热单元法对热管换热器进行传热计算已有大量的文献报道[1～ 3] ,但采用数值分析的方法研究热管换热器传热性能还鲜见报道 .在热管换热器中 ,冷、热流体间的热量传递是与热管管内工作介质蒸发和冷凝的相变过程相耦合的 ,因此导致热管换热器的总体性能一方面取决于热管元件本身的性能 ,另一方面又取决于管壳间流体流动和传热的特性 ,这两方面的综合影响决定了热管换热器的数值模拟研究具有相当大的难度 .本文采用数值模拟计算方法重点研究热管换热器的传热性能及其温度场分布 ,为热管换热器内流场分布研究和工程应用提供参考1　数值计算模型的建立1 1　热管换热器传热模型假设热管换热器沿流体流动方向分成N段 ,每一段由一排性能相同的热管组成 .图 1为第j排热管传热计算示意图ig 1　Heartransfermodelofheatpipeheatexchang1 2　模型假设(1)热管换热器处于正常工况条件下2)热管换热器沿流动方向分成N段 ,每一段由一排性能相同的热管...     

换热器设计中膨胀节的设置条件与最大单波补偿量计算

目前,在工艺过程热量传递中应用最为广泛的是管壳式换热器。当换热器中的管、壳程物料温差较大时,因管束与壳体热膨胀量的差异,管束与壳体间在轴向会产生温差应力。温差应力与工作压力所产生的轴向应力叠加后,若应力超过壳体或换热管的许用应力,将导致管束或壳体失效。为此,一般在固定管板式换热器的壳体中间设置膨胀节用来缓冲变形差异,以降低壳体和换热管的轴向应力。设置膨胀节的固定管板式换热器,除应按带有膨胀节的固定管板式换热器对各元件     

多管程换热器的泄漏问题及其改良结构的构想

在与工厂技术人员的交流中,经常碰到多管程热交换器管板的泄漏问题,本文就其泄漏的原因从理论上进行分析,并提出解决问题的初步构想。 当工艺上要求管壳式换热器换热面积较大,而管子长度又受到限制时,就必须增加壳体直径,以便排列较多的换热管。此时为增加管程流体的流速,提高流体给热系数,提高传热效果,须将管束分程。以往常常是在管箱内     

使用板式换热器优化常减压蒸馏装置换热网络

阐述了使用窄点技术对常减压蒸馏装置换热网络优化设计时,通过在换热网络窄点附近使用板式换热器代替传统的管壳式换热器,以减小窄点处最小温差,提高换热终温,降低冷、热公用工程用量,降低冷换设备投资。该方法很好地解决了过去对常减压蒸馏装置换热网络优化设计时,减小换热网络窄点处的最小接近温差必须增大换热网络换热面积,增加换热器设备投资之间的矛盾,是优化换热网络设计的一种新思路。应用该方法成功优化设计某国内大型常减压蒸馏装置的换热网络,提高了原油换热终温,减少了燃料和循环水用量,降低了换热器一次性投资,减小了装置占地面积,装置投产后经济效益显著。     

顺流与逆流板式换热器的性能分析

以顺流与逆流两种形型的板式换热器为研究对象,通过计算热通量,换热效率,换热温差,对这两种换热器的性能进行比较分析。     

聚丙烯装置夹套水冷却器E208运行分析及建议

某炼化聚丙烯装置采用国产化的双环管Spheripol工艺,该工艺具有转化率高,生产能力大等优点。其中夹套水冷却器E208是装置一环管反应器R201聚合反应热撤除的关键设备,夏季高温环境生产期间,循环水温度高,换热器对数平均温差低,换热效率下降,一旦撤热不及时就会造成环管反应器飞温、爆聚,E208的换热效果备受关注,是聚丙烯装置平稳长周期运行的重点课题之一。对夏季环管反应器撤热困难进行分析并提出建议,以改善E208的换热效果,保障装置安全平稳运行。     

换热器设计的新发展

管一壳式换热器这里主要讨论①核工程用换热器;②以消除流动引起的振动为基础的管束设计;③适合成批生产的无泄漏管子和管板的连接结构;④各种低翅片管。自从1958年以来,美国列管式换热器制造商协会(TEMA)还没有报道过任何新的壳体结构。但是在1978年,TEMA确实介绍了一个新的名称,将错流式的E型壳体取代X型壳体,以了解纯态错流的分布情况。核工程几乎所有核工程用的换热器都是垂直放置的。热流体自上而下,冷流体自下而